JP2005535604A - Polymer nano-articles containing therapeutic agents - Google Patents

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ステファン イー. バリー,
アンドリュー エー. グッドウィン,
レイチェル デコー,
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アルニス バイオサイエンシーズ, インコーポレイテッド
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Abstract

一種以上の治療剤(例えば、薬物または薬物結合体分子)に共有結合したポリマー足場を含有する、親水性ポリマー物品。この物品は、必要に応じて、特定の細胞または特定の組織において発現される生体分子構造体に結合して、標的化および/または送達を容易にするための、認識エレメント(RE)をさらに含有し、これに共有結合し得る。本発明は、治療実体の分野に関する。より特定すると、本発明は、生物活性成分を組み込むポリマー物品に関する。A hydrophilic polymer article containing a polymer scaffold covalently bound to one or more therapeutic agents (eg, a drug or drug conjugate molecule). The article optionally further comprises a recognition element (RE) for binding to biomolecular structures expressed in specific cells or specific tissues to facilitate targeting and / or delivery. And can be covalently attached to it. The present invention relates to the field of therapeutic entities. More particularly, the present invention relates to polymeric articles that incorporate bioactive ingredients.

Description

(発明の分野)
本発明は、治療実体の分野に関する。より特定すると、本発明は、生物活性成分を組み込むポリマー物品に関する。
(Field of Invention)
The present invention relates to the field of therapeutic entities. More particularly, the present invention relates to polymeric articles that incorporate bioactive ingredients.

(発明の背景)
低分子薬物は、しばしば、制限された水溶性および血液溶解度を有する、実質的に疎水性の構造を含む。これらの化合物は、生体膜と強く相互作用し、生体膜を通って迅速に拡散し、従って、血流を容易に出、そして非特異的に組織に侵入する。このような所望でない分布は、高い用量要求、迅速なクリアランス、および毒性の副作用をもたらし得る。実際に、低分子薬物は、疎水性の性質であるか親水性の性質であるかにかかわらず、毒性の問題を提示し得る。性能を改善するために、薬物は、例えば、生体分布を変化させるため、毒性を減少させるため、多重薬物耐性(MDR)の流出を減少させるため、および活性を延長するために、水溶性の合成ポリマー(例えば、N−(2−ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド(HPMA))(Burtlesら、Hum.Exp.Toxicol.1988,17,93−104);天然ポリマー(例えば、デキストラン;およびタンパク質(例えば、アルブミン)(Schutte M.T.ら、Crit.Rev.Ther.Drug Carrier Syst.1999,16,245−288)に共有結合されてきた。大きさおよび溶解度は、薬物結合体と比較した薬物の間の差異を理解するための基礎を提供する。親水性ポリマーへの結合は、拡散性が低下し、そして水溶性および血液溶解度が増加した、より大きい分子を生じる。従って、非特異的な膜貫通は、かなり減少される。従って、このような薬物−ポリマー結合体は、薬物単独と比較して、血流中により長く存在し、従って、漏出性の脈管を有する組織を受動的に標的化し得る。
(Background of the Invention)
Small molecule drugs often contain a substantially hydrophobic structure with limited water solubility and blood solubility. These compounds interact strongly with the biological membrane and diffuse rapidly through the biological membrane, thus easily exiting the bloodstream and entering the tissue non-specifically. Such undesired distributions can result in high dose requirements, rapid clearance, and toxic side effects. In fact, small molecule drugs can present toxicity issues whether they are hydrophobic or hydrophilic in nature. In order to improve performance, drugs are water-soluble synthetics, for example, to change biodistribution, reduce toxicity, reduce multiple drug resistance (MDR) efflux, and prolong activity Polymers (eg, N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide (HPMA)) (Burtles et al., Hum. Exp. Toxicol. 1988, 17, 93-104); natural polymers (eg, dextran; and proteins (eg, albumin) (Schutte MT et al., Crit. Rev. Ther. Drug Carrier System. 1999, 16, 245-288) The size and solubility of the drug compared to the drug conjugate. Provides a basis for understanding the difference: binding to hydrophilic polymers This results in larger molecules with reduced dispersibility and increased water solubility and blood solubility, thus non-specific transmembrane is significantly reduced, thus such drug-polymer conjugates are Compared to alone, tissues that exist longer in the bloodstream and thus have leaky vessels can be passively targeted.

薬物の能動的な標的化は、生物活性薬剤を、所望の型の細胞または細胞成分、組織の型または組織成分、あるいは器官に局在させる目的で、特定の生体分子構造体(例えば、特定の癌細胞において過剰発現されるレセプター)に結合し得るリガンド構築物の使用を介して、達成されている。例えば、HPMA−薬物結合体は、特定の癌において過剰発現されるレセプターを標的とするモノクローナル抗体で、さらに官能基化されている。別の例において、薬物分子は、モノクローナル抗体(mAb)に直接結合体化されている。例えば、Seattle Genetics(Seattle,WA)は、化合物SGN15(これは、ドキソルビシン(dox)で官能基化されたmAbである)を有し、そして特定の腫瘍において発現される表面Ley抗原に結合させる)。   Active targeting of a drug is intended to localize a bioactive agent to a specific type of cell or cell component, tissue type or tissue component, or organ with a specific biomolecular structure (eg, a specific This has been achieved through the use of ligand constructs that can bind to receptors that are overexpressed in cancer cells. For example, HPMA-drug conjugates are further functionalized with monoclonal antibodies that target receptors that are overexpressed in certain cancers. In another example, the drug molecule is directly conjugated to a monoclonal antibody (mAb). For example, Seattle Genetics (Seattle, WA) has the compound SGN15 (which is a mAb functionalized with doxorubicin (dox) and binds to a surface Ley antigen expressed in specific tumors) .

現在の技術水準を越えて、性能を改善する他の材料および方法(例えば、改善された治療効果、より大きい治療指数、改善された溶解度、またはより低い投薬レジメンを介する)が、当該分野に対する重要な追加である。   Other materials and methods that improve performance beyond the current state of the art (eg, via improved therapeutic efficacy, larger therapeutic index, improved solubility, or lower dosage regimen) are important to the field It is a great addition.

(発明の要旨)
本明細書中において使用される場合、用語「物品」および「ナノ物品」は、交換可能に使用される。
(Summary of the Invention)
As used herein, the terms “article” and “nanoarticle” are used interchangeably.

本発明は、親水性ポリマーのナノ物品に関し、この物品は、以下を含む:i)架橋した親水性構築ブロックを含む足場およびii)足場に共有結合した一種以上の治療剤(例えば、薬物または薬物結合体化分子)。このナノ物品は、さらに、必要に応じて、一種以上の認識エレメント(RE)を含み、標的化および/または送達を容易にし得る。このナノ物品はまた、必要に応じて、ポリエチレングリコール(PEG)ベースの分子からなり得る。このPEG鎖は、一端がナノ物品の表面に結合し、そして他端がREで官能基化されて、リンカーまたはテザー(tether)として働き得、そして/またはこのPEG鎖は、他の有用もしくは所望の特徴を、この親水性ナノ物品に提供し得る。本発明は、さらに、これらのナノ物品を合成する方法、およびこれらのナノ物品が使用され得る種々の適用に関する。   The present invention relates to a hydrophilic polymer nano-article comprising: i) a scaffold comprising a crosslinked hydrophilic building block; and ii) one or more therapeutic agents (eg, a drug or drug) covalently bound to the scaffold. Conjugated molecule). The nanoarticle can further include one or more recognition elements (RE), as appropriate, to facilitate targeting and / or delivery. The nanoarticle can also consist of polyethylene glycol (PEG) based molecules, if desired. The PEG chain can be attached to the surface of the nanoarticle at one end and functionalized with RE at the other end to serve as a linker or tether, and / or the PEG chain can be other useful or desired The features can be provided in this hydrophilic nanoarticle. The present invention further relates to methods of synthesizing these nanoarticles and various applications in which these nanoarticles can be used.

本発明のナノ物品は、好ましくは、直径が約5nm〜約100nmであり、より好ましくは、約10nm〜約70nmである。ナノ物品の大きさは、哺乳動物における生物活性実体としてのそれらの使用を可能にする。細網内皮系による取り込みを回避するためには、ナノ物品は、好ましくは、100nm未満である。腎臓クリアランスを回避するためには、ナノ物品は、好ましくは、5nmより大きい。逆ミクロエマルジョン(reverse microemulsion)重合は、本発明のナノ物品の足場を生じ得る。   The nanoarticles of the present invention preferably have a diameter of about 5 nm to about 100 nm, more preferably about 10 nm to about 70 nm. The size of the nanoarticles allows their use as bioactive entities in mammals. In order to avoid uptake by the reticuloendothelial system, the nano article is preferably less than 100 nm. In order to avoid renal clearance, the nanoarticle is preferably larger than 5 nm. Reverse microemulsion polymerization can yield a scaffold for the nanoarticles of the present invention.

治療剤が、ヒドロゲル足場への共有結合を介して、ナノ物品に組み込まれる。好ましい治療実体は、ドキソルビシンまたはドキソルビシン誘導体である。   The therapeutic agent is incorporated into the nanoarticle via a covalent bond to the hydrogel scaffold. A preferred therapeutic entity is doxorubicin or a doxorubicin derivative.

REは、本発明のナノ物品を、特定の細胞表面もしくは特定の組織において過剰発現されるかまたは他に見出される、所望の生体分子に結合させる。1つのナノ物品あたりのREの数は、2〜約1000、好ましくは、2〜500の範囲であり得る。ナノ物品は、必要に応じて、一種以上の型のREからさらになり得る。本明細書中において使用される場合、REの「型」とは、特定の分子構造のREとして定義される。本発明のさらなる利点は、相補的な特徴を有する多数のRE系が、単一のナノ物品に組み込まれ得ることである。   The RE binds the nanoarticle of the invention to a desired biomolecule that is overexpressed or otherwise found on specific cell surfaces or specific tissues. The number of REs per nanoarticle can range from 2 to about 1000, preferably from 2 to 500. The nano-article can further comprise one or more types of RE, if desired. As used herein, a “type” of RE is defined as an RE of a particular molecular structure. A further advantage of the present invention is that multiple RE systems with complementary features can be incorporated into a single nanoarticle.

ナノ物品の足場は、架橋された親水性構築ブロックを含む。この構築ブロックは、逆ミクロエマルジョンの分散した水相において架橋される。炭水化物および炭水化物誘導体が、好ましくは、構築ブロックとして使用される。   The nano-article scaffold includes a cross-linked hydrophilic building block. This building block is crosslinked in the dispersed aqueous phase of the inverse microemulsion. Carbohydrates and carbohydrate derivatives are preferably used as building blocks.

(発明の詳細な説明)
本明細書中および添付の特許請求の範囲において使用される場合、用語「a」および「an」は、他に示されない限り、「1以上」を意味する。
(Detailed description of the invention)
As used herein and in the appended claims, the terms “a” and “an” mean “one or more”, unless otherwise indicated.

「水溶性」とは、本明細書中および添付の特許請求の範囲において、10mg/mLより大きい、そして好ましくは、50mg/mLより大きい、水中への溶解度を有することを意味する。   “Water soluble” means in this specification and in the appended claims having a solubility in water of greater than 10 mg / mL, and preferably greater than 50 mg / mL.

本発明のナノ物品は、2つの型の分子構造体を含む:足場および治療剤。現在好ましい実施形態において、このナノ物品はまた、第三の分子構造体を含む:REであり、これは、特定の細胞または特定の組織において発現される生体分子に結合する。REおよび治療剤は、ナノ物品足場に共有結合される。本明細書中において使用される場合、用語「ナノ物品の足場」、「ヒドロゲル足場」および「足場」は、交換可能に使用され、そしてナノ物品(ポリマーマトリックス構造体)の、生物活性薬剤および認識エレメントの結合より前に形成される部分をいう。本発明の足場は、化学的に架橋された、ナノ規模の(nanoscopic)ヒドロゲル構造体である。   The nanoarticles of the present invention comprise two types of molecular structures: scaffolds and therapeutic agents. In presently preferred embodiments, the nanoarticle also includes a third molecular structure: RE, which binds to a biomolecule expressed in a specific cell or a specific tissue. The RE and therapeutic agent are covalently bound to the nanoarticle scaffold. As used herein, the terms “nanoarticle scaffold”, “hydrogel scaffold” and “scaffold” are used interchangeably and the bioactive agent and recognition of the nanoarticle (polymer matrix structure). This refers to the part formed before the elements are joined. The scaffold of the present invention is a chemically cross-linked nanoscopic hydrogel structure.

ナノ物品は、親水性であり、そして哺乳動物における使用が意図される。1つの実施形態において、各ナノ物品は、2つ以上の認識エレメントで官能基化され、これらの認識エレメントは、生体分子標的に対する高い親和性を保有し、これらの認識エレメントは、ナノ物品のポリマーマトリックス構造体に共有結合される。本発明は、さらに、これらのポリマーナノ物品を合成する方法に関する。   Nanoarticles are hydrophilic and are intended for use in mammals. In one embodiment, each nanoarticle is functionalized with two or more recognition elements, which recognition elements possess a high affinity for a biomolecular target, and these recognition elements are a polymer of the nanoarticle. Covalently bonded to the matrix structure. The invention further relates to a method of synthesizing these polymer nanoarticles.

本発明のナノ物品は、大きさが、約5nm〜約1000nm、より好ましくは、約5nm〜約100nmの直径、そして最も好ましくは、約10nm〜約70nmの範囲であり得る。10〜70nmの大きさの範囲のナノ物品は、腎臓クリアランスおよび細網内皮細胞系による取り込みを、効果的に回避し得る。さらに、このようなナノ物品は、有利に血流を出て、所望の細胞、組織、または器官の標的に達し得る。   Nano articles of the present invention can range in size from about 5 nm to about 1000 nm, more preferably from about 5 nm to about 100 nm, and most preferably from about 10 nm to about 70 nm. Nanoarticles in the 10-70 nm size range can effectively avoid renal clearance and uptake by the reticuloendothelial cell line. Further, such nanoarticles can advantageously exit the bloodstream to reach the desired cell, tissue, or organ target.

本発明のナノ物品は、特に、癌の処置において有利に使用され得る。腫瘍において見出される漏出性の脈管構造は、これらのナノ物品が血流を離れて腫瘍内で濃縮されることを可能にし得る。この効果(高分子薬剤について増強された浸透性および保持(EPR)と記載される)が、固形腫瘍において普遍的であることが観察された(Maeda H.ら、J.Controlled Release,2000,65,p271−284)。高分子に対するEPR効果についての主要な機構は、保持であり、一方で、低分子量の物質は、保持されず、拡散によって循環血液に戻される。従って、5〜100nmの直径のナノ物品は、固形腫瘍において蓄積し得る。従って、本発明のナノ物品は、標的結合の前でさえも、自然に腫瘍中に濃縮され、より大きい効力およびより小さい全身毒性を提供する。   The nanoarticles of the present invention can be advantageously used in particular in the treatment of cancer. The leaky vasculature found in tumors may allow these nanoarticles to leave the bloodstream and be concentrated within the tumor. This effect (described as enhanced permeability and retention (EPR) for macromolecular drugs) was observed to be universal in solid tumors (Maeda H. et al., J. Controlled Release, 2000, 65). , P271-284). The main mechanism for the EPR effect on macromolecules is retention, while low molecular weight substances are not retained and are returned to the circulating blood by diffusion. Thus, nano-articles with a diameter of 5-100 nm can accumulate in solid tumors. Thus, the nanoarticles of the present invention are naturally concentrated in the tumor, even before target binding, providing greater efficacy and less systemic toxicity.

重合可能な基を有する親水性構築ブロックは、ヒドロゲル足場を形成するために使用される。この構築ブロックは、逆ミクロエマルジョンの分散した水相中で架橋される。単一の構築ブロックに結合する重合可能な基の数は、例えば、低分子量の構築ブロックについては約1〜3個の範囲、ポリマー構築ブロックについては10以上であり得る。1つより多くの重合可能機を含む構築ブロックは、架橋剤として働き得、そしてヒドロゲル足場の形成が可能である。1つ、2つ、またはそれより多くの重合可能基を有する構築ブロックのセットとは異なる量および割合の構築ブロックを使用することによって、重合の際に、異なるコンプライアンシー(compliancy)のヒドロゲルの形成が可能になる。   Hydrophilic building blocks with polymerizable groups are used to form hydrogel scaffolds. This building block is crosslinked in the dispersed aqueous phase of the inverse microemulsion. The number of polymerizable groups attached to a single building block can range, for example, from about 1 to 3 for low molecular weight building blocks and 10 or more for polymer building blocks. Building blocks containing more than one polymerizable machine can act as crosslinkers and are capable of forming hydrogel scaffolds. Formation of different compliance hydrogels during polymerization by using different amounts and proportions of building blocks than a set of building blocks having one, two, or more polymerizable groups Is possible.

例示的な重合可能基としては、アクリレート部分、アクリルアミド部分、メタクリレート部分、メタクリルアミド部分、ビニルエーテル部分、スチリル部分、エポキシド部分、マレイン酸誘導体部分、ジエン部分、置換ジエン部分、チオール部分、アルコール部分、アミン部分、ヒドロキシアミン部分、カルボン酸部分、カルボン酸無水物部分、カルボン酸ハロゲン化物部分、アルデヒド部分、ケトン部分、イソシアネート部分、スクシンイミド部分、カルボン酸ヒドラジド部分、グリシジルエーテル部分、シロキサン部分、アルコキシシラン部分、アルキン部分、アジド部分、2’−ピリジルジチオール部分、フェニルグリオキサール部分、ヨード部分、マレイミド部分、イミドエステル部分、ジブロモプロピオネート部分、およびヨードアセチル部分が挙げられるが、これらに限定されない。   Exemplary polymerizable groups include acrylate moieties, acrylamide moieties, methacrylate moieties, methacrylamide moieties, vinyl ether moieties, styryl moieties, epoxide moieties, maleic acid derivative moieties, diene moieties, substituted diene moieties, thiol moieties, alcohol moieties, amines. Part, hydroxyamine part, carboxylic acid part, carboxylic acid anhydride part, carboxylic acid halide part, aldehyde part, ketone part, isocyanate part, succinimide part, carboxylic acid hydrazide part, glycidyl ether part, siloxane part, alkoxysilane part, Alkyne moiety, azide moiety, 2'-pyridyldithiol moiety, phenylglyoxal moiety, iodo moiety, maleimide moiety, imide ester moiety, dibromopropionate moiety, and iodo Cetyl portions, but not limited to.

フリーラジカル重合:好ましい重合可能官能基は、アクリレート部分、アクリルアミド部分、メタクリレート部分、およびメタクリルアミド部分である。このような部分は、フリーラジカル重合を受けやすい。フリーラジカル重合は、UV光と光重合開始剤、レドックス結合フリーラジカル重合開始剤、または熱と熱活性化開始剤の組み合わせを介して、容易に達成され得る。   Free radical polymerization: Preferred polymerizable functional groups are acrylate moieties, acrylamide moieties, methacrylate moieties, and methacrylamide moieties. Such portions are susceptible to free radical polymerization. Free radical polymerization can be easily accomplished via UV light and photoinitiators, redox-coupled free radical polymerization initiators, or a combination of heat and heat activated initiators.

物品の足場を形成するために使用され得る構築ブロックは、1つの重合可能基または複数の重合可能部分(これらは、低分子架橋剤として働き得る)を有する低分子を含む。例示的な構築ブロックとしては、アクリルアミド、アクリル酸ナトリウム(NaA)、ジアセトンアクリルアミド(DAA)、マロネートアクリルアミド(MalAc)、レブリン酸アクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、2,2−ビスアクリルアミド酢酸アンモニウム、2−アクリルアミドグリコール酸、2−アミノエチルメタクリレート、N−(3−アミノプロピル)メタクリルアミド(APMA)、オルニチンモノアクリルアミド、オルニチンジアクリルアミドナトリウム塩、N−アクリルオキシトリス(ヒドロキシメチル)−メチルアミン、ヒドロキシエチルアクリレート、N−(2−ヒドロキシプロピル)メタクリルアミド、N−(2−ヒドロキシプロピル)アクリルアミド、2−スルホエチルメタクリレート、2−メタクリルオキシエチルグルコシド、グルコースモノアクリレート、グルコース−1−(N−メチル)アクリルアミド、グルコース−2−アクリルアミド、グルコース−1,2−ジアクリルアミド、マルトース−1−アクリルアミド、ソルビトールモノアクリレート、ソルビトールジアクリレート、スクロースジアクリレート、スクロースモノ(エチレンジアミンアクリルアミド)、スクロースジ(エチレンジアミンアクリルアミド)、スクロースジ(ジエチレントリアミンアクリルアミド)、カナマイシンテトラアクリルアミド、カナマイシンジアクリルアミド、スクロースモノ(エチレンジアミンアクリルアミド)モノ(ジエチレントリアミンアクリルアミド)モノ(フェニルアラニン)ナトリウム塩、および他のアクリレート誘導体化糖またはアクリルアミド誘導体化糖が挙げられる。   The building blocks that can be used to form the scaffold of the article include small molecules having one polymerizable group or multiple polymerizable moieties, which can act as low molecular crosslinkers. Exemplary building blocks include acrylamide, sodium acrylate (NaA), diacetone acrylamide (DAA), malonate acrylamide (MalAc), levulinic acid acrylamide, methylene bisacrylamide, 2,2-bisacrylamide ammonium acetate, 2- Acrylamide glycolic acid, 2-aminoethyl methacrylate, N- (3-aminopropyl) methacrylamide (APMA), ornithine monoacrylamide, ornithine diacrylamide sodium salt, N-acryloxytris (hydroxymethyl) -methylamine, hydroxyethyl acrylate N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide, N- (2-hydroxypropyl) acrylamide, 2-sulfoethyl methacrylate, 2-meta Ryloxyethyl glucoside, glucose monoacrylate, glucose-1- (N-methyl) acrylamide, glucose-2-acrylamide, glucose-1,2-diacrylamide, maltose-1-acrylamide, sorbitol monoacrylate, sorbitol diacrylate, sucrose Diacrylate, sucrose mono (ethylenediamine acrylamide), sucrose di (ethylenediamine acrylamide), sucrose di (diethylenetriamine acrylamide), kanamycin tetraacrylamide, kanamycin diacrylamide, sucrose mono (ethylenediamine acrylamide) mono (diethylenetriamine acrylamide) mono (phenylalanine) sodium salt, And other acrylate derivatized sugars The acrylamide derivatized sugar.

構築ブロックは、物品の足場において特定の官能基の所望の含有量を達成するように選択される。このような官能基は、溶解度を改善し得、そしてまた、治療剤とREとの結合点として使用され得る。例えば、APMAは、アミンを導入するために使用され得、アクリル酸ナトリウムは、カルボキシレートを導入するために使用され得、そしてDAAは、ケトンを組み込むために使用され得る。好ましい実施形態において、構築ブロックの少なくともいくつかは、N,N’−シスチンビスアクリルアミド(CiBA)モノマーであり、これは、以下の式Iを有する:   The building blocks are selected to achieve the desired content of specific functional groups in the article scaffold. Such functional groups can improve solubility and can also be used as a point of attachment between the therapeutic agent and the RE. For example, APMA can be used to introduce amines, sodium acrylate can be used to introduce carboxylates, and DAA can be used to incorporate ketones. In a preferred embodiment, at least some of the building blocks are N, N'-cystine bisacrylamide (CiBA) monomers, which have the following formula I:

Figure 2005535604
CiBAは、以下の反応スキームに従って、L−シスチン(II)を2当量のアクリロイルクロリド(III)と反応させることによって、調製され得る:
Figure 2005535604
CiBA can be prepared by reacting L-cystine (II) with 2 equivalents of acryloyl chloride (III) according to the following reaction scheme:

Figure 2005535604
CiBAは、水溶性であり、そして他の足場構築ブロック(例えば、アクリレート官能基化炭水化物)を重合させて、ヒドロゲル足場を形成し得る。さらに、そのジスルフィド結合は、還元後、リンカーの結合のための遊離チオールを提供する。
Figure 2005535604
CiBA is water soluble and other scaffold building blocks (eg, acrylate functionalized carbohydrates) can be polymerized to form hydrogel scaffolds. Furthermore, the disulfide bond provides a free thiol for linker attachment after reduction.

好ましい実施形態において、構築ブロックの少なくともいくつかは、炭水化物である。炭水化物構築ブロックの場合、この炭水化物領域は、複数のヒドロキシル基を含み、ここで、少なくとも1つのヒドロキシル基は、少なくとも1つの重合可能基を含むように修飾される。   In preferred embodiments, at least some of the building blocks are carbohydrates. In the case of a carbohydrate building block, this carbohydrate region contains a plurality of hydroxyl groups, wherein at least one hydroxyl group is modified to contain at least one polymerizable group.

炭水化物構築ブロックの炭水化物領域は、炭水化物または炭水化物誘導体を含み得る。例えば、炭水化物領域は、単純な糖(例えば、N−アセチルグルコサミン、N−アセチルガラクトサミン、N−アセチルノイラミン酸、ノイラミン酸、ガラクツロン酸、グルクロン酸、イズロン酸(ioduronic acid)、グルコース、リボース、アラビノース、キシロース、リキソース、アロース、アルトロース、アピオース(apiose)、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、フコース、フルクトース、フルクトフラノース、ラムノース、アラビノフラノース、およびタロース);二糖類(例えば、マルトース、スクロース、ラクトース、またはトレハロース);三糖類;多糖類(例えば、セルロース、デンプン、グリコゲン、アルギン酸、イヌリン、プルラン(pullulan)、デキストラン、硫酸デキストラン、キトサン、グリコサミノグリカン、ヘパリン、硫酸ヘパリン、ヒアルロン酸、トラガカントガム、キサンタン、他のカルボン酸含有炭水化物、ウロン酸含有炭水化物、ラクツロース、アラビノガラクタン、およびこれらの誘導体、ならびにこれらの任意のものの混合物);または修飾多糖類から誘導され得る。他の代表的な炭水化物としては、ソルビタン、ソルビトール、キトサン、およびグルコサミンが挙げられる。炭水化物は、ヒドロキシル基に加えてアミン基を含み得、そしてこのアミン基またはヒドロキシル基は、修飾(すなわち、置換)されて、架橋基、他の官能基、またはこれらの組み合わせを含み得る。   The carbohydrate region of the carbohydrate building block can include carbohydrates or carbohydrate derivatives. For example, the carbohydrate region can be a simple sugar (eg, N-acetylglucosamine, N-acetylgalactosamine, N-acetylneuraminic acid, neuraminic acid, galacturonic acid, glucuronic acid, ioduronic acid, glucose, ribose, arabinose. , Xylose, lyxose, allose, altrose, apiose, mannose, gulose, idose, galactose, fucose, fructose, fructofuranose, rhamnose, arabinofuranose, and talose); disaccharides (eg, maltose, sucrose, Lactose or trehalose); trisaccharides; polysaccharides (eg, cellulose, starch, glycogen, alginic acid, inulin, pullulan, dextran, sulfate Stran, chitosan, glycosaminoglycan, heparin, heparin sulfate, hyaluronic acid, gum tragacanth, xanthan, other carboxylic acid-containing carbohydrates, uronic acid-containing carbohydrates, lactulose, arabinogalactans, and derivatives thereof, and any of these Mixtures); or derived from modified polysaccharides. Other representative carbohydrates include sorbitan, sorbitol, chitosan, and glucosamine. Carbohydrates can contain amine groups in addition to hydroxyl groups, and the amine groups or hydroxyl groups can be modified (ie, substituted) to contain bridging groups, other functional groups, or combinations thereof.

炭水化物ベースの構築ブロックは、炭水化物前駆体(例えば、スクロース、イヌリン、デキストラン、プルランなど)から、生物有機化学の分野において公知のカップリング技術によって、調製され得る(例えば、G Hermanson,Bioconjugation Techniques,Academic Press,San Diego,1996、27−40頁、155頁、183−185頁、615−617頁;およびS.Hanesian,Preparative Carbohydrate Chemistry,Marcel Dekker,New York,1997を参照のこと)。例えば、架橋可能基は、塩化アクリロイルをアミン官能基化糖に滴下することによって、炭水化物に結合され得る。アミン官能基化糖は、エチレンジアミン(または他のアミン)と、1,1’−カルボニルジイミダゾール活性化糖との反応によって、調製され得る。エステル結合した反応性基は、アクリル酸無水物またはメタクリル酸無水物を、炭水化物(例えば、イヌリン)のヒドロキシル基と、ピリジン中で反応させることによって、合成され得る。   Carbohydrate-based building blocks can be prepared from carbohydrate precursors (eg, sucrose, inulin, dextran, pullulan, etc.) by coupling techniques known in the field of bioorganic chemistry (eg, G Hermanson, Bioconjugation Techniques, Academic Press, San Diego, 1996, pages 27-40, 155, pages 183-185, pages 615-617; and S. Hanesian, Preparative Carbohydrate Chemistry, Marcel Dekker, New York, 1997). For example, the crosslinkable group can be attached to the carbohydrate by dropping acryloyl chloride onto the amine functionalized sugar. Amine functionalized sugars can be prepared by reaction of ethylenediamine (or other amines) with 1,1'-carbonyldiimidazole activated sugars. Ester-linked reactive groups can be synthesized by reacting acrylic or methacrylic anhydride with the hydroxyl group of a carbohydrate (eg, inulin) in pyridine.

炭水化物ベースの構築ブロックはまた、フリーラジカル条件下で重合することが既知である部分での、炭水化物の部分的な(または完全な)官能基化によって、調製され得る。例えば、メタクリル酸エステルは、炭水化物と、メタクリル酸無水物またはメタクリル酸グリシジルとの反応によって、種々の置換レベルで、炭水化物上に配置され得る(Vervoort L.ら、International Journal of Pharmaceutics,1998,172,127−135)。   Carbohydrate-based building blocks can also be prepared by partial (or complete) functionalization of carbohydrates with moieties that are known to polymerize under free radical conditions. For example, methacrylic esters can be placed on carbohydrates at various substitution levels by reaction of the carbohydrate with methacrylic anhydride or glycidyl methacrylate (Vervoort L. et al., International Journal of Pharmaceuticals, 1998, 172, 127-135).

現在好ましい実施形態において、構築ブロックの少なくともいくつかは、イヌリンマルチメタクリレート(IMMA)モノマーであり、これは、以下の式IVを有する:   In presently preferred embodiments, at least some of the building blocks are inulin multimethacrylate (IMMA) monomers, which have the following formula IV:

Figure 2005535604
式IVにおけるnの値は、約5〜約50である。現在好ましい実施形態において、約10〜約20の平均重合度(DOP)を有するイヌリンが使用される。従って、好ましい実施形態において、nは、約8〜約18である。イヌリンがメタクリレート部分で官能基化される程度、すなわち、イヌリン上の、メタクリル酸エステルに変換されてIMMAを生成するヒドロキシル部分の数は、イヌリンおよびメタクリル酸無水物の出発物質の濃度および重量比によって支配される、統計学的プロセスである。官能基化の程度は、1〜100の単糖類繰り返し単位ごとに1つのメタクリレート、より好ましくは、3〜20の単糖類繰り返し単位ごとに1個のメタクリレートの範囲であり得る。イヌリンへのエステル結合は、インビボでの分解の部位として有利に機能し得、物品が分解して身体から除去されることを可能にする。デキストランマルチメタクリルアミドおよびプルランマルチメタクリルアミドは、類似の方法を使用して調製され得る、さらなる好ましい構築ブロックである。
Figure 2005535604
The value of n in Formula IV is about 5 to about 50. In presently preferred embodiments, inulin having an average degree of polymerization (DOP) of about 10 to about 20 is used. Thus, in a preferred embodiment, n is about 8 to about 18. The degree to which inulin is functionalized with a methacrylate moiety, ie, the number of hydroxyl moieties on inulin that are converted to methacrylic esters to produce IMMA, depends on the concentration and weight ratio of the inulin and methacrylic anhydride starting materials. It is a controlled statistical process. The degree of functionalization can range from 1 methacrylate per 1-100 monosaccharide repeat units, more preferably 1 methacrylate per 3-20 monosaccharide repeat units. The ester linkage to inulin can advantageously function as a site for degradation in vivo, allowing the article to degrade and be removed from the body. Dextran multimethacrylamide and pullulan multimethacrylamide are additional preferred building blocks that can be prepared using similar methods.

炭水化物ベースの構築ブロックはまた、化学酵素的(chemoenzymatic)方法(Martin B.D.ら、Macromolecules,1992,25,7081)によって(例えば、ここで、Pseudomonas cepaciaが、ピリジン中での単糖類の酢酸ビニルでのエステル交換を触媒する)、またはアクリレートの直接的付加によって(Piletsky S.ら、Macromolecules,1999,32,633−636)調製され得る。多数の誘導体化炭水化物が、炭水化物化学の分野の当業者に公知であるので、他の官能基が存在し得る。   Carbohydrate-based building blocks can also be obtained by chemoenzymatic methods (Martin BD et al., Macromolecules, 1992, 25, 7081) (eg, where Pseudomonas cepacia is a monosaccharide acetate in pyridine). It can be prepared by catalyzing transesterification with vinyl) or by direct addition of acrylates (Pilesky S. et al., Macromolecules, 1999, 32, 633-636). Because many derivatized carbohydrates are known to those skilled in the art of carbohydrate chemistry, other functional groups may be present.

炭水化物構造は、それらの親水性に関して一部選択される。実質的に疎水性の薬物を組み込むナノ物品は、薬物での官能化の後に高い水溶性が維持されるように、非常に親水性の足場を有さなければならない。IMMAから構成される本発明のナノ物品は、高い水分含有量を有する。「高い水分含有量」とは、本明細書中および添付の特許請求の範囲において使用される場合、約65〜約98wt%水、より好ましくは、約75〜約98wt%水、最も好ましくは、約80〜97wt%水から構成される物品を意味する。従って、分解生成物の量は、より高いポリマー濃度を有する物品より少ない。高い水含有量足場はまた、免疫系成分のための相互作用する表面がより少ないので、免疫原性を減少させ得る。   Carbohydrate structures are selected in part with respect to their hydrophilicity. Nanoarticles that incorporate a substantially hydrophobic drug must have a very hydrophilic scaffold so that high water solubility is maintained after functionalization with the drug. The nano-article of the present invention composed of IMMA has a high water content. “High moisture content” as used herein and in the appended claims refers to about 65 to about 98 wt% water, more preferably about 75 to about 98 wt% water, most preferably Means an article composed of about 80-97 wt% water. Accordingly, the amount of degradation products is less than articles having higher polymer concentrations. High water content scaffolds can also reduce immunogenicity because there are fewer interacting surfaces for immune system components.

炭水化物ベースの構築ブロックの他に、アクリレート誘導体化ポリマー構築ブロックまたはアクリルアミド誘導体化ポリマー構築ブロックの他の例としては、200〜40,000ダルトンの範囲の分子量を有するポリエチレングリコールベースの分子(例えば、ポリエチレングリコールジアクリレート)が挙げられる。   In addition to carbohydrate-based building blocks, other examples of acrylate-derivatized polymer building blocks or acrylamide-derivatized polymer building blocks include polyethylene glycol-based molecules having molecular weights ranging from 200 to 40,000 daltons (eg, polyethylene Glycol diacrylate).

好ましい実施形態において、ヒドロゲル足場の代謝を容易にし、それによって所望の時間枠での薬物放出を容易にするために、分解性結合が架橋足場内に含められる。分解性結合は、とりわけ、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリ(ラクチド−コ−グリコリド)、ポリホスファジン、ポリホスフェート、ポリカーボネート、ポリアミノ酸、ポリ無水物、およびポリオルトエステルベースの構築ブロックの使用を介して含められ得る。さらに、分解性結合は、重合可能部分を炭水化物に結合するために使用され得る。例えば、IMMAは、エステル部分を含み、このエステル部分は、本発明の足場を生成するために使用されるフリーラジカル重合の際に形成されるイヌリン炭水化物骨格をアルキル鎖に接続する。さらに、ポリマー(例えば、カーボネート、エステル、ウレタン、オルトエステル、アミド、およびリン酸)として類似の加水分解可能部分を含む低分子架橋剤は、構築ブロックとして使用され得る。ヒドロゲル足場中の分解性成分として機能させるために、これらの構築ブロックは、2以上の重合可能部分で官能化されなければならない。例えば、ポリグリコリドジアクリレート、ポリオルトエステルジアクリレート、およびアクリレート置換ポリホスファゼン、アクリレート置換ポリアミノ酸、またはアクリレート置換ポリホスフェートポリマーが、分解性構築ブロックとして使用され得る。メタクリレートまたはアクリルアミド部分は、上記の例において、アクリレート部分の代わりに使用され得る。同様に、加水分解可能セグメント、および2以上のアクリレート、メタクリレート、またはアクリルアミドを含む低分子が使用され得る。このような分解性ポリマーおよび低分子構築ブロックは、当該分野で公知の方法によって、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミドまたは類似の部分で官能化され得る。   In a preferred embodiment, a degradable linkage is included in the cross-linked scaffold to facilitate metabolism of the hydrogel scaffold and thereby facilitate drug release in the desired time frame. Degradable linkages are included, among other things, through the use of polylactide, polyglycolide, poly (lactide-co-glycolide), polyphosphadine, polyphosphate, polycarbonate, polyamino acid, polyanhydride, and polyorthoester based building blocks. obtain. In addition, degradable linkages can be used to attach the polymerizable moiety to the carbohydrate. For example, IMMA includes an ester moiety that connects the inulin carbohydrate backbone formed during the free radical polymerization used to produce the scaffolds of the present invention to an alkyl chain. In addition, low molecular crosslinkers that contain similar hydrolyzable moieties as polymers (eg, carbonates, esters, urethanes, orthoesters, amides, and phosphoric acids) can be used as building blocks. In order to function as a degradable component in a hydrogel scaffold, these building blocks must be functionalized with two or more polymerizable moieties. For example, polyglycolide diacrylate, polyorthoester diacrylate, and acrylate substituted polyphosphazenes, acrylate substituted polyamino acids, or acrylate substituted polyphosphate polymers can be used as degradable building blocks. A methacrylate or acrylamide moiety can be used in place of the acrylate moiety in the above example. Similarly, small molecules comprising hydrolyzable segments and two or more acrylates, methacrylates, or acrylamides can be used. Such degradable polymers and small molecule building blocks can be functionalized with acrylates, methacrylates, acrylamides or similar moieties by methods known in the art.

本発明のナノ物品足場および足場分解生成物は、非毒性であり、かつ身体から排除されるように設計される。これらは、分解性を有し得、好ましくは、炭水化物ベースの、ポリアミノ酸ベースの、ポリエステルベースの、またはPEGベースのコアを有し、糖の正体、架橋密度、および他の特徴によって制御される分解速度を有する。従って、この物品は、身体中で代謝され得、身体中での所望されない蓄積を防止する。   The nanoarticle scaffolds and scaffold degradation products of the present invention are designed to be non-toxic and excluded from the body. They can be degradable and preferably have a carbohydrate-based, polyamino acid-based, polyester-based, or PEG-based core and are controlled by sugar identity, crosslink density, and other characteristics. Has a degradation rate. Thus, the article can be metabolized in the body and prevents unwanted accumulation in the body.

(化学選択的重合):化学選択的構築ブロックはまた、足場を形成するために使用され得る。このストラテジーの代表的な例は、逆ミクロエマルジョン内に多数のアルデヒドを含むように部分的に酸化されたポリサッカリドの使用であり得る。ジ(アミノ−オキシ)含有化合物(例えば、エチレンジアミンとBoc−アミノ−オキシ酢酸のNHSエステルとを反応させる(以下の反応スキームを参照のこと)ことにより作製されるもの)は、次いで、アミノ−オキシ官能基と反応する、酸化された糖のアルデヒドの反応を介して架橋剤として使用され得る。   Chemoselective polymerization: Chemoselective building blocks can also be used to form scaffolds. A typical example of this strategy may be the use of polysaccharides that are partially oxidized to contain multiple aldehydes in a reverse microemulsion. Di (amino-oxy) containing compounds (eg, those made by reacting ethylenediamine with NHS ester of Boc-amino-oxyacetic acid (see reaction scheme below)) are then amino-oxy It can be used as a cross-linking agent through the reaction of an oxidized sugar aldehyde that reacts with a functional group.

Figure 2005535604
(逆ミクロエマルジョンにおける物品足場製作):本発明の物品は、まず、逆ミクロエマルジョンの分散水相中に可溶化した親水性構築ブロックの架橋を介してナノ規模のヒドロゲル足場を形成することにより、製作される。有機溶媒および非反応性界面活性剤は、重合後に除去されて、架橋された水溶性ナノ範囲物品を生じる。
Figure 2005535604
Article scaffold fabrication in reverse microemulsion: Articles of the invention are first formed by forming nanoscale hydrogel scaffolds via cross-linking of hydrophilic building blocks solubilized in the dispersed aqueous phase of the reverse microemulsion. Produced. The organic solvent and non-reactive surfactant are removed after polymerization to yield a crosslinked water-soluble nano-range article.

足場製作のための逆ミクロエマルジョンは、適切な比にて水性緩衝液または水、構築ブロック、有機溶媒、界面活性剤および開始剤を合わせて、連続油相に分散した界面活性剤安定化水性ナノ液滴の安定相を得ることによって形成される。安定な逆ミクロエマルジョン処方物は、当業者によって、既知の方法を用いて見出され得る。それらは、例えば、Microemulsion Systems(H.L.RosanoおよびM.Clausse編),New York,N.Y.:M.Dekker,1987;ならびにHandbook of Microemulsion Science and Technology(P.KumarおよびK.L.Mittel編),New York,N.Y.:M.Dekker,1999において議論される。本発明において、可溶化親水性構築ブロックを有する水相は、1以上の可溶化界面活性剤を含む有機溶媒に添加されて、逆ミクロエマルジョンを形成する。   Inverse microemulsions for scaffold fabrication are surfactant stabilized aqueous nano-particles dispersed in a continuous oil phase combining aqueous buffer or water, building blocks, organic solvents, surfactants and initiators in appropriate ratios. It is formed by obtaining a stable phase of the droplet. Stable inverse microemulsion formulations can be found by those skilled in the art using known methods. They are described, for example, in Microemulsion Systems (edited by HL Rosano and M. Clausse), New York, N .; Y. : M. Dekker, 1987; and Handbook of Microemulsion Science and Technology (edited by P. Kumar and KL Mittel), New York, N .; Y. : M. Discussed in Dekker, 1999. In the present invention, an aqueous phase having a solubilized hydrophilic building block is added to an organic solvent containing one or more solubilized surfactants to form a reverse microemulsion.

分散された水相は、約5〜約65wt%、好ましくは、約5〜約25wt%、最も好ましくは、10〜20wt%で可溶化された親水性構築ブロックを含む。理論に縛られることは望まないが、高い水含有量ヒドロゲル足場の使用はまた、エンドユーザーにおける免疫原性を減少させ得る。なぜなら、免疫系成分の認識する外来性表面が少ないからである。高い水含有量はまた、より可撓性の足場を介してコンプライアンシーを提供する。従って、細胞表面レセプターに結合する場合、この物品は、細胞表面に適合し得、より多くの表面レセプターを結合させ得る。より多くのレセプターが結合すると、その物品がアンタゴニストとしてよりよく機能することが可能になり得る。さらに、理論に縛られることは望まないが、物品細胞表面カバーは、他の細胞のシグナル伝達系路を阻害し得ると考えられる。   The dispersed aqueous phase comprises hydrophilic building blocks solubilized at about 5 to about 65 wt%, preferably about 5 to about 25 wt%, most preferably 10 to 20 wt%. While not wishing to be bound by theory, the use of high water content hydrogel scaffolds may also reduce immunogenicity in the end user. This is because there are few foreign surfaces recognized by immune system components. High water content also provides compliance through a more flexible scaffold. Thus, when binding to a cell surface receptor, the article can conform to the cell surface and bind more surface receptors. Binding more receptors may allow the article to function better as an antagonist. Furthermore, without wishing to be bound by theory, it is believed that the article cell surface cover can inhibit the signaling pathways of other cells.

逆ミクロエマルジョンの分散水相のナノ液滴における構築ブロックの重合は、当業者に公知の手順に従う(例えば、Odian G.G.;Principles of Polymerization,第3版,Wiley,New York,1991;L.H.Sperling,Introduction to Physical Polymer Science,第1章,1−21頁,John Wiley and Sons,New York,1986;ならびにR.B.SeymourおよびC.E.Carraher,Polymer Chemistry,第7〜11章、193−356頁、Dekker,New York,1981を参照のこと)。重合は、ミクロエマルジョンおよび逆ミクロエマルジョンの分散相中で行われる(総説については、Antonietti,M.;およびBasten,R.,Macromol.Chem.Phys.1995,196,441を参照のこと;逆ミクロエマルジョンの分散水相中の親水性モノマーの重合の研究については、Holtzscherer,C.;およびCandau,F.,Colloids and Surfaces,1988,29,411を参照のこと)。このような重合は、5nm〜50nmサイズ範囲における物品を生じ得る。   The polymerization of the building blocks in the nanodroplets of the dispersed aqueous phase of the inverse microemulsion follows procedures known to those skilled in the art (eg, ODG GG; Principles of Polymerization, 3rd edition, Wiley, New York, 1991; L H. Spelling, Introduction to Physical Polymer Science, Chapter 1, pages 1-21, John Wiley and Sons, New York, 1986; and R. B. Seymour and C. E. Carrher, 11th. Chapter, pp. 193-356, Dekker, New York, 1981). Polymerization takes place in the dispersed phase of microemulsions and inverse microemulsions (for review, see Antonietti, M .; and Basten, R., Macromol. Chem. Phys. 1995, 196, 441; reverse micro (See Holtzscherer, C .; and Candau, F., Colloids and Surfaces, 1988, 29, 411) for a study of the polymerization of hydrophilic monomers in the dispersed aqueous phase of the emulsion). Such polymerization can result in articles in the 5 nm to 50 nm size range.

分散水相のナノ液滴のサイズは、使用される水、界面活性剤および油相の相対量によって決定される。界面活性剤は、逆ミクロエマルジョンを安定化するために利用される。これらの界面活性剤は、架橋可能部分を含まない;それらは、構築ブロックではない。使用され得る界面活性剤としては、以下のような市販の界面活性剤が挙げられる:Aerosol OT(AOT)、ポリエチレンオキシ(n)ノニルフェノール(IgepalTM,Rhodia Inc.Surfactants and Specialties,Cranbrook,NJ)、ソルビタンエステル(ソルビタンモノオレエート(Span(登録商標)80)、ソルビタンモノラウレート(Span(登録商標)20)、ソルビタンモノパルミテート(Span(登録商標)40)、ソルビタンモノステアレート(Span(登録商標)60)、ソルビタントリオレエート(Span(登録商標)85)、およびソルビタントリステアレート(Span(登録商標)65)(これらは、例えば、Sigma(St Louis,MO)から入手可能である)が挙げられる)。ソルビタンセスキオレエート(Span(登録商標)83)は、Aldrich Chemical Co.,Inc.(Milwaukee,WI)から入手可能である。使用され得る他の界面活性剤としては、ポリオキシエチレンソルビタン(Tween(登録商標))化合物が挙げられる。例示的な共界面活性剤(cosurfactant)としては、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(Tween(登録商標)20およびTween(登録商標)21)、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート(Tween(登録商標)80およびTween(登録商標)80R)、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート(Tween(登録商標)40)、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート(Tween(登録商標)60およびTween(登録商標)61)、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート(Tween(登録商標)85)、およびポリオキシエチレンソルビタントリステアレート(Tween(登録商標)65)(これらは、例えば、Sigma(St Louis,MO)から入手可能である)が挙げられる。他の例示的な市販の界面活性剤としては、ポリエチレンオキシ(40)−ソルビトールヘキサオレエートエステル(Atlas G−1086、ICI Specialties,Wilmington DE)、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB、Aldrich)、および直鎖状アルキルベンゼンスルホネート(LAS,Ashland Chemical Co.,Columbus,OH)が挙げられる。 The size of the nanodroplets in the dispersed aqueous phase is determined by the relative amounts of water, surfactant and oil phase used. Surfactants are utilized to stabilize the inverse microemulsion. These surfactants do not contain crosslinkable moieties; they are not building blocks. Surfactants that can be used include commercially available surfactants such as: Aerosol OT (AOT), polyethyleneoxy (n) nonylphenol (Igepal , Rhodia Inc. Surfactants and Specialties, Cranbrook, NJ), Sorbitan esters (Sorbitan monooleate (Span® 80), Sorbitan monolaurate (Span® 20), Sorbitan monopalmitate (Span® 40), Sorbitan monostearate (Span®) (Trademark) 60), sorbitan trioleate (Span (R) 85), and sorbitan tristearate (Span (R) 65) (these are, for example, Sigma (St Louis) s, MO)). Sorbitan sesquioleate (Span® 83) is available from Aldrich Chemical Co. , Inc. (Milwaukee, WI). Other surfactants that can be used include polyoxyethylene sorbitan (Tween®) compounds. Exemplary cosurfactants include polyoxyethylene sorbitan monolaurate (Tween® 20 and Tween® 21), polyoxyethylene sorbitan monooleate (Tween® 80). And Tween® 80R), polyoxyethylene sorbitan monopalmitate (Tween® 40), polyoxyethylene sorbitan monostearate (Tween® 60 and Tween® 61), polyoxy Ethylene sorbitan trioleate (Tween® 85) and polyoxyethylene sorbitan tristearate (Tween® 65) (for example, Sigma (St Louis, MO)) Available). Other exemplary commercially available surfactants include polyethyleneoxy (40) -sorbitol hexaoleate ester (Atlas G-1086, ICI Specialties, Wilmington DE), hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB, Aldrich), and direct Examples include chain alkylbenzene sulfonate (LAS, Ashland Chemical Co., Columbia, OH).

他の例示的な界面活性剤としては、脂肪酸セッケン、アルキルホスフェートおよびジアルキルホスフェート、アルキルスルフェート、アルキルスルホネート、1級アミン塩、2級アミン塩、3級アミン塩、4級アミン塩、n−アルキルザンテート、n−アルキルエトキシル化スルフェート、ジアルキルスルホスクシネート塩、n−アルキルジメチルベタイン、n−アルキルフェニルポリオキシエチレンエーテル、n−アルキルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステル、ポリエチレンオキシソルビタンエステル、ソルビトールエステルおよびポリエチレンオキシソルビトールエステルが挙げられる。   Other exemplary surfactants include fatty acid soaps, alkyl and dialkyl phosphates, alkyl sulfates, alkyl sulfonates, primary amine salts, secondary amine salts, tertiary amine salts, quaternary amine salts, n-alkyls. Xanthate, n-alkyl ethoxylated sulfate, dialkyl sulfosuccinate salt, n-alkyl dimethyl betaine, n-alkyl phenyl polyoxyethylene ether, n-alkyl polyoxyethylene ether, sorbitan ester, polyethylene oxysorbitan ester, sorbitol ester And polyethyleneoxysorbitol esters.

他の界面活性剤としては、脂質(例えば、リン脂質、糖脂質、コレステロールおよびコレステロール誘導体)が挙げられる。例示的な脂質としては、脂肪酸または脂肪酸を含む分子が挙げられる(ここでこの脂肪酸としては、例えば、パルミテート、オレエート、ラウレート、ミリステート、ステアレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセレート、パルミトレート、リノリエート、リノレネート、およびアラキドネートが挙げられる)、およびそれらの塩(例えば、ナトリウム塩)が挙げられる。脂肪酸は、例えば、酸官能基を含む低分子へのカップリング反応により酸官能基をスルホネートに変換することによって、または当業者に公知の他の官能基変換によって改変され得る。   Other surfactants include lipids (eg, phospholipids, glycolipids, cholesterol and cholesterol derivatives). Exemplary lipids include fatty acids or molecules containing fatty acids (wherein the fatty acids include, for example, palmitate, oleate, laurate, myristate, stearate, arachidate, behenate, lignocerate, palmitate, linoleate, linolenate). And arachidonates), and salts thereof (e.g., sodium salts). Fatty acids can be modified, for example, by converting acid functional groups to sulfonates by coupling reactions to small molecules containing acid functional groups, or by other functional group transformations known to those skilled in the art.

さらに、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、デンプンおよびそれらの誘導体は、本発明において界面活性剤としての使用が見出され得る。   Furthermore, polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), starch and their derivatives may find use as surfactants in the present invention.

カチオン性脂質は、共界面活性剤として使用され得る(例えば、セチルトリメチルアンモニウムブロミド/クロリド(CTAB/CTAC)、ジオクタデシルジメチルアンモニウムブロミド/クロリド(DODAB/DODAC)、1,2−ジアシル−3−トリメチルアンモニウムプロパン(DOTAP)、1,2−ジアシル−3−ジメチルアンモニウムプロパン(DODAP)、[2,3−ビス(オレオイル)プロピル]トリメチルアンモニウムクロリド(DOTMA)、および[N−(N’−ジメチルアミノエタン)−カルバモイル]コレステロール、ジオレオイル)(DC−Chol))。アルコールもまた、共界面活性剤として使用され得る(例えば、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノールおよびオクタノール)。より長い炭素鎖を有する他のアルコールもまた、使用され得る。   Cationic lipids can be used as cosurfactants (eg, cetyltrimethylammonium bromide / chloride (CTAB / CTAC), dioctadecyldimethylammonium bromide / chloride (DODAB / DODAC), 1,2-diacyl-3-trimethyl. Ammonium propane (DOTAP), 1,2-diacyl-3-dimethylammonium propane (DODAP), [2,3-bis (oleoyl) propyl] trimethylammonium chloride (DOTMA), and [N- (N′-dimethylamino) Ethane) -carbamoyl] cholesterol, dioleoyl) (DC-Chol)). Alcohols can also be used as cosurfactants (eg, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol and octanol). Other alcohols with longer carbon chains can also be used.

(物品への薬物分子の組み込み):用語「薬物」、「薬物結合体」、「生体活性薬剤」および「治療剤」は、本明細書中で交換可能に使用される。好ましい実施形態において、薬物分子は、物品足場に共有結合される。例えば、化学療法剤ドキソルビシンは、例えば、構築ブロックとしてアクリル酸ナトリウム(NaA)、マロン酸アクリルアミド(MalAc)またはCiBAを使用することによって、ドキソルビシン上のアミン部分とヒドロゲル足場に含まれるカルボン酸部分との間のEDCカップリング反応を介して足場に結合され得る。別の実施形態にいおて、ドキソルビシンは、ドキソルビシンのアミン部分とヒドロゲル足場のアルデヒド部分とを反応させることによって、イミン結合を介して結合され得る。アルデヒドは、まず、炭水化物ベースの構築ブロックを使用して物品を形成し、次いで、その物品が形成された後にその炭水化物を酸化することによって作製され得る。別の実施形態において、ドキソルビシンは、そのケトン部分を介して物品マトリクスに結合され得る。カルボヒドラジドまたは他のジヒドラジドまたはジ−アミノ−オキシ官能化構造は、アルデヒドまたはケトンを含む足場に、ヒドラゾン結合の形成を介してドキソルビシンを結合するために使用され得る。アルデヒドまたはケトンは、ケトン含有アクリレート構築ブロック(例えば、DAA)の使用を介して足場に組み込まれ得る。ヒドラゾン結合は、物品のエンドサイトーシスおよびリソソームへの進入に遭遇する温和な酸性の生理学的条件下で治療化合物を都合良く放出し得る。   Incorporation of drug molecules into an article: The terms “drug”, “drug conjugate”, “bioactive agent” and “therapeutic agent” are used interchangeably herein. In a preferred embodiment, the drug molecule is covalently bound to the article scaffold. For example, the chemotherapeutic agent doxorubicin is a combination of the amine moiety on doxorubicin and the carboxylic acid moiety contained in the hydrogel scaffold by using, for example, sodium acrylate (NaA), malonic acid acrylamide (MalAc) or CiBA as building blocks. It can be coupled to the scaffold via an EDC coupling reaction between. In another embodiment, doxorubicin can be linked via an imine bond by reacting the amine moiety of doxorubicin with the aldehyde moiety of the hydrogel scaffold. Aldehydes can be made by first forming an article using a carbohydrate-based building block and then oxidizing the carbohydrate after the article is formed. In another embodiment, doxorubicin can be attached to the article matrix via its ketone moiety. Carbohydrazide or other dihydrazide or di-amino-oxy functionalized structures can be used to attach doxorubicin to scaffolds containing aldehydes or ketones through the formation of hydrazone bonds. Aldehydes or ketones can be incorporated into the scaffold through the use of ketone-containing acrylate building blocks (eg, DAA). Hydrazone binding can conveniently release therapeutic compounds under mildly acidic physiological conditions that encounter article endocytosis and entry into lysosomes.

別の実施形態において、APMAまたはメタクリレート官能化された短いペプチド(米国特許第5,037,883号に従って調製される)構築ブロックを含めることによって、例えば、アミノ基から構成されるナノ物品足場は、カルボキシレート結合を含むシクロスポリンを共有結合するために使用され得る。シクロスポリン薬物は、免疫抑制から利益を得る病理(例えば、炎症疾患)、および器官移植のための適用を見出し得る。   In another embodiment, by including an APMA or methacrylate functionalized short peptide (prepared according to US Pat. No. 5,037,883) building block, for example, a nanoarticle scaffold composed of amino groups is It can be used to covalently attach cyclosporine containing carboxylate linkages. Cyclosporine drugs may find pathologies that benefit from immunosuppression (eg, inflammatory diseases) and applications for organ transplantation.

別の実施形態において、アルデヒドまたはケトン基(例えば、DAA、レブリン酸アクリルアミドまたは酸化カルボキシレート(例えば、イヌリンまたはデキストラン構築ブロック)を含めることによって組み込まれる)から構成されるナノ物品足場は、ヒドラゾンカップリングスキームの使用を介して、ある部分を含む薬物または薬物誘導体(例えば、calicheamicin)を共有結合するために使用され得る。このカップリングスキームは、特にリソソームにおいて見出される低pHで加水分解不安定性のヒドラゾン結合を生じる(Bernstein I.ら,Bioconjugate Chem.,2002,13,40−46)。   In another embodiment, a nanoarticle scaffold composed of aldehyde or ketone groups (eg, incorporated by including DAA, levulinic acid acrylamide or oxidized carboxylate (eg, inulin or dextran building blocks)) is a hydrazone coupling. Through the use of the scheme, it can be used to covalently link drugs or drug derivatives (eg, calicheamicin) containing certain moieties. This coupling scheme results in a low pH hydrolytically unstable hydrazone bond found especially in lysosomes (Bernstein I. et al., Bioconjugate Chem., 2002, 13, 40-46).

別の実施形態において、例えば、アクリル酸ナトリウムまたは無水物構築ブロックを含めることによって組み込まれる、酸または無水物基から構成されるナノ物品足場は、デキサメタゾンを、アミドカップリングスキームの使用を介して共有結合する貯めに使用され得る。   In another embodiment, a nanoarticle scaffold composed of acid or anhydride groups, incorporated, for example, by including sodium acrylate or anhydride building blocks, shares dexamethasone via the use of an amide coupling scheme. Can be used to combine reservoirs.

カルボキシレート基(例えば、アクリル酸ナトリウム(NaA)、CiBAまたはMAIAc構築ブロックを含めることによって組み込まれる)から構成されるナノ物品足場は、アミン部分、薬物または薬物誘導体(例えば、ペプチド改変カンプトテシン(Frigerio E.ら,J.Controlled Release,2000,65,105−119))を、EDC−NHSカップリングスキームを介して共有結合するために使用され得る。   Nanoarticle scaffolds composed of carboxylate groups (eg, incorporated by including sodium acrylate (NaA), CiBA, or MAIAc building blocks) are amine moieties, drugs or drug derivatives (eg, peptide modified camptothecin (Frigerio E , Et al., J. Controlled Release, 2000, 65, 105-119)) can be used to covalently link via an EDC-NHS coupling scheme.

別の実施形態において、ナノ物品足場が、アルデヒドまたはケトン基(これらは、DAA、レブリン酸アクリルアミドまたは酸化カルボキシレート(例えば、イヌリンまたはデキストラン)の使用を介して組み込まれ得る)から構成される場合、アミンを保有する薬物または薬物誘導体(例えば、ゲムシタビン)は、「シッフ塩基」カップリングスキームの使用を介して組み込まれ得る。DAAへのゲムシタビンの結合から形成されるイミド結合は、酸性媒体によって切断され得る。インターナリゼーションの間に、薬物は、リソソームの酸性環境に曝される細胞によって取り込まれ、それによって、その非改変形態でゲムシタビンを放出する。   In another embodiment, when the nanoarticle scaffold is composed of aldehyde or ketone groups, which can be incorporated through the use of DAA, levulinic acid acrylamide or oxidized carboxylate (eg, inulin or dextran) Drugs or drug derivatives bearing amines (eg, gemcitabine) can be incorporated through the use of a “Schiff base” coupling scheme. The imide bond formed from the binding of gemcitabine to DAA can be cleaved by acidic media. During internalization, the drug is taken up by cells exposed to the acidic environment of lysosomes, thereby releasing gemcitabine in its unmodified form.

別の実施形態において、カルボニル基(例えば、CiBA、MalAcまたはNaA構築ブロックの封入を介して取りこまれる)からなる、ナノ物品の足場は、EDC−NHSカップリングスキームの使用を介して、部分(例えば、サリチル酸)を含む薬物および薬物誘導体に共有結合するために使用され得る。例えば、サリチル酸のヒドロキシル基は、CiBA、MalAcまたはNaAのカルボキシル基と反応して、エステル結合を形成する。加水分解またはエステラーゼ酵素は、サリチル酸とCiBAまたはNaAのカルボキシル基との間のエステル結合を切断し、未修飾の形態のサリチル酸を放出する。   In another embodiment, a nano-article scaffold consisting of a carbonyl group (eg, incorporated through the inclusion of a CiBA, MalAc or NaA building block) can be linked via the use of an EDC-NHS coupling scheme. For example, it can be used to covalently bond to drugs and drug derivatives including salicylic acid). For example, the hydroxyl group of salicylic acid reacts with the carboxyl group of CiBA, MalAc or NaA to form an ester bond. Hydrolysis or esterase enzymes cleave the ester bond between salicylic acid and the carboxyl group of CiBA or NaA, releasing the unmodified form of salicylic acid.

別の実施形態において、薬物構造体は、ナノ物品の足場への結合を促進するように修飾され得る。例えば、パクリタキセルの2’ヒドロキシル基は、ナノ物品の足場とカップリング可能な複数のリンカーと反応され得る。例えば、樹脂固定化グリシンリンカーの酸性部分が、カルボジイミドを使用してパクリタキセルに結合され得る;生じた化合物は、1% TFAを使用してアミン部位で切断され得、EDCカップリングスキームを使用してカルボン酸を有するナノ物品と結合体化し得る遊離アミンを生成し得る。   In another embodiment, the drug structure can be modified to facilitate binding of the nanoarticle to the scaffold. For example, the 2 'hydroxyl group of paclitaxel can be reacted with multiple linkers that can be coupled to the scaffold of the nanoarticle. For example, the acidic moiety of a resin-immobilized glycine linker can be coupled to paclitaxel using carbodiimide; the resulting compound can be cleaved at the amine site using 1% TFA, using an EDC coupling scheme. Free amines can be produced that can be conjugated with nano-items having carboxylic acids.

別の実施形態において、パクリタキセル−2’−スクシネート(Deutsch H.ら,J Med.Chem.,1989,32,788−792)のナノ物品への結合は、カルボジイミド媒介性アミドカップリングを使用することで可能である。このカップリングは、パクリタキセル−2’−スクシネート基とナノ物品のAPMA成分のアミン基との間で生じ、不安定なエステルを形成する。   In another embodiment, attachment of paclitaxel-2′-succinate (Deutsch H. et al., J Med. Chem., 1989, 32, 788-792) to a nanoarticle uses carbodiimide-mediated amide coupling. Is possible. This coupling occurs between the paclitaxel-2'-succinate group and the amine group of the APMA component of the nanoarticle to form an unstable ester.

別の実施形態において、ナノ物品は、酸官能基化(NaA)ナノ物品をパクリタキセルの2’−ヒドロキシル基と反応させることによって、パクリタキセルに直接的に結合し得る。この化学経路は、ポリ(L−グルタミン酸)−パクリタキセル結合体を用いて、以前に記載されている(Li H.ら,Cancer Res.,1998,58,2404−2409)。   In another embodiment, the nanoarticle can be directly attached to paclitaxel by reacting an acid functionalized (NaA) nanoarticle with the 2'-hydroxyl group of paclitaxel. This chemical pathway has been previously described using a poly (L-glutamic acid) -paclitaxel conjugate (Li H. et al., Cancer Res., 1998, 58, 2404-2409).

別の実施形態において、カルボン酸(例えば、アクリル酸ナトリウム(NaA)構築ブロックの封入を介して取りこまれる)を含むナノ物品の足場は、アミン官能基化5FU誘導体とナノ物品上に位置するカルボン酸との間でのアミン形成カップリング反応の使用を介して、部分(例えば、5−フルオロウラシル(5FU)(または、その誘導体))を含む薬物および薬物の誘導体に共有結合するために使用され得る。5FUの1−アルキルカルボニルオキシメチル誘導体の合成は、以前に記載されており、これらの物質が未修飾形態の5FUを放出することが実証されている(Taylor H.E.;Sloan K.B.,Journal of Pharmaceutical Sciences,1998,87,15)。この合成経路の適用は、同様の放出プロフィールを実現する一方で、必然的にアミン官能基化5FUを生じる。   In another embodiment, a nanoarticle scaffold comprising a carboxylic acid (e.g., incorporated via encapsulation of sodium acrylate (NaA) building blocks) comprises an amine functionalized 5FU derivative and a carboxylic acid located on the nanoarticle. Can be used to covalently link drugs and derivatives of drugs containing moieties (eg, 5-fluorouracil (5FU) (or derivatives thereof)) through the use of amine-forming coupling reactions with acids . The synthesis of 1-alkylcarbonyloxymethyl derivatives of 5FU has been described previously and these materials have been demonstrated to release unmodified forms of 5FU (Taylor HE; Sloan KB). , Journal of Pharmaceutical Sciences, 1998, 87, 15). Application of this synthetic route necessarily results in an amine functionalized 5FU while achieving a similar release profile.

酸基(例えば、CiBA、MalAcまたはNaA構築ブロックの封入を介して取りこまれる)から構成されるナノ物品の足場は、カルボン酸部分(例えば、メトトレキセート)を含む薬物または薬物の誘導体に共有結合するために使用され得る。この共有結合は、まず、薬物または薬物の誘導体をboc保護されたエタノールアミンにカップリングさせてエステルを形成し、次いで、修飾された薬物を脱保護した後、EDCカップリングスキームを介してナノ物品にカップリングさせる。このエステル結合体は、低pHで加水分解し、元々の形態の薬物を放出することが公知である(Wilson J.M.ら,Biochem Biophys.Res,Commun.,1992,184,300−305;Ohkuma S.,Poole B.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1978,75,3327−3331)。このような低pHの条件は、細胞内のリソソーム中に見出される。これらのナノ物品は、複数の病理(癌および炎症状態(例えば、慢性関節リウマチおよび炎症性腸疾患)が挙げられる)の処置における使用が見出され得る。   Nanoarticle scaffolds composed of acid groups (eg, incorporated through the inclusion of CiBA, MalAc or NaA building blocks) are covalently attached to drugs or drug derivatives containing carboxylic acid moieties (eg, methotrexate) Can be used for. This covalent linkage is accomplished by first coupling the drug or derivative of the drug to boc-protected ethanolamine to form an ester, then deprotecting the modified drug and then via the EDC coupling scheme To be coupled. This ester conjugate is known to hydrolyze at low pH to release the original form of the drug (Wilson JM et al., Biochem Biophys. Res, Commun., 1992, 184, 300-305; Ohkuma S., Poole B., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1978, 75, 3327-3331). Such low pH conditions are found in intracellular lysosomes. These nanoarticles may find use in the treatment of multiple pathologies, including cancer and inflammatory conditions such as rheumatoid arthritis and inflammatory bowel disease.

別の実施形態において、白金結合体が、ナノ物品の足場上に取りこまれる。白金は、第2段階または第4段階の酸化状態であり得る。現在承認されている白金キレートと比較して、治療指標においてさらに改良された新たな白金キレートの明確な必要性が残っている。このようなキレートは、水性環境において、高度に水溶性であり、かつ安定であるが、腫瘍細胞においては、DNAを架橋化し究極的には腫瘍細胞の死を引き起こし得る種を提供するために十分に不安定であるべきである。その化学的組成を微細に調節する能力を有するように組合わされた、本発明のナノ物品のヒドロゲルネットワークにより、キレートに接着するような、高度な水溶性および可撓性が可能となり、このことが、WO 9847537よりも有意な改善を構成する。白金キレートの構造の変化によって、白金治療が有効である腫瘍型の種類を改変し得るか、および/またはそのキレートの毒性プロフィールを変化させ得ることが示されている。本発明の1つの重要な実施形態において、白金は、O,N−結合を介して、ヒドロゲルマトリクスと複合体を形成し、より安定な化合物を生じことが予測される。   In another embodiment, a platinum conjugate is incorporated on the nanoarticle scaffold. The platinum may be in the second stage or fourth stage oxidation state. There remains a clear need for new platinum chelates that are further improved in therapeutic indications compared to currently approved platinum chelates. Such chelates are highly water-soluble and stable in aqueous environments, but are sufficient in tumor cells to provide species that can cross-link DNA and ultimately cause tumor cell death. Should be unstable. The hydrogel network of nano-articles of the present invention, combined with the ability to fine-tune its chemical composition, allows a high degree of water solubility and flexibility, such as adhering to chelates. Constitutes a significant improvement over WO 9847537. It has been shown that changes in the structure of platinum chelates can alter the type of tumor type for which platinum treatment is effective and / or change the toxicity profile of the chelate. In one important embodiment of the invention, platinum is expected to complex with the hydrogel matrix via O, N-bonds, resulting in a more stable compound.

これは、フリーラジカル重合によって得られるナノ物品、および酸官能基(例えば、NaAに由来する)および、アミン部分(例えば、APMAに由来する)またはアミド部分(例えば、アクリルアミド)、ならびに両方の型の官能基を保持する構築ブロック(CIBA、MalAcまたは米国特許第5,037,883号に従って製造されるメタクリロレート官能基化短ペプチド)の組合せを含むナノ物品について、好ましく達成され得る。このような部分は、O,N−シス白金ナノ物品結合体を生成するための結合点を提供し、ナノ物品を標的化する可能性を開く。   This includes nano-articles obtained by free radical polymerization, and acid functional groups (eg, derived from NaA) and amine moieties (eg, derived from APMA) or amide moieties (eg, acrylamide), as well as both types Nanoarticles comprising a combination of building blocks that retain functional groups (CIBA, MalAc or methacrylolate functionalized short peptides produced according to US Pat. No. 5,037,883) can be preferably achieved. Such moieties provide a point of attachment for producing O, N-cis platinum nanoarticle conjugates and open the possibility of targeting nanoarticles.

最後に、白金誘導体の高い毒性により、ナノ物品の器官または腫瘍部位への特定の標的化が治療指標を増大させるために素晴らしく効果的となる。   Finally, the high toxicity of platinum derivatives makes specific targeting of nanoarticles to organs or tumor sites wonderfully effective for increasing therapeutic indices.

本発明において使用が見出され得る薬物としては、末梢神経、アドレナリン作用性レセプター、コリン作用性レセプター、神経系、骨格筋、心臓血管系、平滑筋、血液循環系、シナプス部位、神経−効果器接合部位、内分泌系、ホルモン系、免疫系、生殖系、骨格系、オータコイド系、消化系および排出系、ヒスタミン系、呼吸器系、細網内皮系、骨格系、骨格筋、平滑筋、免疫系、生殖系、癌性組織などにおいて作用する薬物が挙げられる。これらのレシピエントにおいて作用するために送達され得る活性薬物としては、抗痙攣薬、鎮痛薬、抗パーキンソン病薬、抗炎症薬、カルシウムアンタゴニスト、麻酔薬、抗微生物薬、抗マラリア薬、抗寄生虫薬、抗高血圧症薬、抗ヒスタミン薬、抗発熱薬、α−アドレナリンアゴニスト、αブロッカー、殺生物薬、殺細菌薬、気管支拡張薬、β−アドレナリン遮断薬、避妊薬、化学療法薬、心臓血管系薬、カルシウムチャネル阻害剤、抑制薬、診断薬、利尿薬、電解質、酵素、催眠薬、ホルモン、低血糖薬、高血糖薬、筋収縮薬、筋弛緩薬、新生物薬、糖タンパク質、核タンパク質、リポタンパク質、眼用薬(ophthalmics)、医薬賦活剤(psychic energizer)、鎮静薬、ステロイド、交感神経様作用薬、副交感神経様作用薬、鎮痛剤、尿路薬、ワクチン、窒用薬、ビタミン、非ステロイド性抗炎症薬、アンギオテンシン変換酵素、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、ポリサッカリドなどが挙げられるが、これらに限定されない。   Drugs that may find use in the present invention include peripheral nerves, adrenergic receptors, cholinergic receptors, nervous system, skeletal muscle, cardiovascular system, smooth muscle, blood circulation system, synaptic site, neuro-effector Junction site, endocrine system, hormone system, immune system, reproductive system, skeletal system, otacoid system, digestive system and excretory system, histamine system, respiratory system, reticuloendothelial system, skeletal system, skeletal muscle, smooth muscle, immune system Drugs that act in the reproductive system, cancerous tissue, and the like. Active drugs that can be delivered to act in these recipients include anticonvulsants, analgesics, antiparkinson drugs, anti-inflammatory drugs, calcium antagonists, anesthetics, antimicrobials, antimalarials, antiparasitics , Antihypertensive, antihistamine, antipyretic, alpha-adrenergic agonist, alpha blocker, biocide, bactericidal, bronchodilator, beta-adrenergic blocker, contraceptive, chemotherapeutic, cardiovascular system Drugs, calcium channel inhibitors, suppressors, diagnostics, diuretics, electrolytes, enzymes, hypnotics, hormones, hypoglycemic drugs, hyperglycemic drugs, muscle contractors, muscle relaxants, neoplastic drugs, glycoproteins, nucleoproteins , Lipoproteins, ophthalmics, physic energizers, sedatives, steroids, sympathomimetic drugs, side effects Neuroid agents, analgesics, urinary tract drugs, vaccines, 窒用 drugs, vitamins, nonsteroidal anti-inflammatory drugs, angiotensin converting enzymes, polynucleotides, polypeptides, and the like polysaccharides include, but are not limited to.

現在の好ましい実施形態において、本発明において好都合に使用され得る薬物としては、化学療法薬(例えば、ドキソルビシン、パクリタキセル、ゲムシタビン、ビンクリスチン、シスプラチン、カルボプラチン、クロラムブシル、トポテカン(topotecan)、メトトレキセート、これらの化合物の誘導体、および他のFDAに承認された化学療法薬)、ならびにまだ市販されていないが化学療法薬として作用し得る分子、ならびに上記の全ての化学療法薬の誘導体およびアナログが挙げられるが、これらに限定されない。   In presently preferred embodiments, drugs that can be advantageously used in the present invention include chemotherapeutic agents (e.g., doxorubicin, paclitaxel, gemcitabine, vincristine, cisplatin, carboplatin, chlorambucil, topotecan, methotrexate, of these compounds. Derivatives, and other FDA-approved chemotherapeutic drugs), as well as molecules that are not yet commercially available but can act as chemotherapeutic drugs, and derivatives and analogs of all the above chemotherapeutic drugs, It is not limited.

本発明の送達用の治療剤は、種々の薬学的に受容可能な形態(例えば、それは、プロドラッグ、非荷電分子、分子複合体、および薬学的に受容可能な塩)であり得る。医薬の誘導体(例えば、エステル、エーテルおよびアミド)が使用され得る。   The therapeutic agents for delivery of the present invention can be in a variety of pharmaceutically acceptable forms (eg, prodrugs, uncharged molecules, molecular complexes, and pharmaceutically acceptable salts). Pharmaceutical derivatives such as esters, ethers and amides can be used.

(認識エレメントによる物品の官能基化):アセンブリさせた構築ブロックを架橋化してヒドロゲルの足場を形成し、治療剤をその足場に共有結合させた後で、物品表面はREで官能基化され得る。REは、直接的に、またはリンカー分子を介して、ナノ物品の表面に結合され得る。リンカー形状において、REの一部または全部が、このテザーの末端で「提示」される。そのために、本発明の1つの適用において、物品は、ヒドロゲル足場上に提示されるREからなる。本特許の別の実施形態において、物品は、リンカー分子を介して物品の中核な足場の表面に結合されたRE(例えば、高親和性ペプチド)からなり、このリンカーは、好ましくは、ポリエチレングリコール(PEG)を含む。   Functionalization of the article with recognition elements: After the assembled building block is cross-linked to form a hydrogel scaffold and the therapeutic agent is covalently attached to the scaffold, the article surface can be functionalized with RE. . The RE can be attached to the surface of the nanoarticle directly or through a linker molecule. In the linker form, some or all of the RE is “presented” at the end of this tether. To that end, in one application of the invention, the article consists of RE presented on a hydrogel scaffold. In another embodiment of this patent, the article consists of an RE (eg, a high affinity peptide) attached to the surface of the core scaffold of the article via a linker molecule, which preferably is a polyethylene glycol ( PEG).

これらの実施形態の各々について、物品をいくつかのカップリング戦略で官能基化することが可能であり、種々の成分およびカップリングに使用される反応性の化学的部分の付加の順序の両方が変動する。   For each of these embodiments, the article can be functionalized with several coupling strategies, both the various components and the order of addition of the reactive chemical moieties used in the coupling. fluctuate.

構成成分は、以下の順序で互いに結合され得る。ヒドロゲルの足場は、まず2官能基性のPEGを含有するテザーと反応させられ、続いて、PEG鎖の一部の自由末端をREによって官能基化する。あるいは、まずREがPRG含有テザーに結合され、続いて、他のPEG末端を足場に結合させる。   The components can be combined with each other in the following order. The hydrogel scaffold is first reacted with a tether containing a bifunctional PEG, followed by functionalizing some free ends of the PEG chain with RE. Alternatively, RE is first coupled to a PRG containing tether, followed by coupling of the other PEG terminus to the scaffold.

反応性の部分のいくつかの組合せが、REをテザーに結合させるため、そしてテザーを足場と反応させるために選択され得る。一連のオルトロガルな反応セットの使用において、足場の構築ブロックのいくつかを変化させる場合、および/またはアームを係留する場合、REを、良く制御された比率で同じ物品の足場上に、異なるレセプターと結合する異なる分子構造体に結合させることもまた可能である。オルトゴナルな反応性の対を使用する反応は、同時にまたは連続的に行われ得る。   Several combinations of reactive moieties can be selected to bind the RE to the tether and to react the tether with the scaffold. When using a series of orthologous reaction sets, when changing some of the building blocks of the scaffold, and / or when anchoring the arms, REs can be placed on different scaffolds on the same article scaffold in a well-controlled ratio. It is also possible to bind to different molecular structures that bind. Reactions using orthogonal reactive pairs can be performed simultaneously or sequentially.

反応条件に関する限り、水系で物品を官能基化することが好ましい。界面活性剤およびオイルの相は、ヒドロゲルの足場の合成の残留物は、溶媒洗浄の使用(単独で、または組合せて)(例えば、物品が沈降している間に界面活性剤とオイルを可溶化するためのエタノールの使用;界面活性剤吸収ビーズの使用;透析の使用;または水系(例えば、4Mの尿素)の使用)を通じて除去され得る。界面活性剤を除去するための方法は、当該分野で公知である。   As far as the reaction conditions are concerned, it is preferred to functionalize the article in an aqueous system. Surfactant and oil phases, hydrogel scaffold synthesis residue, use of solvent wash (single or in combination) (eg, solubilize surfactant and oil while article is settling) Can be removed through the use of ethanol to use; the use of surfactant-absorbing beads; the use of dialysis; or the use of an aqueous system (eg, 4M urea). Methods for removing the surfactant are known in the art.

REは、物品への結合を可能にする官能基を含まなければならない。必ずしもそうではないが、好ましくは、この官能基は、カップリング反応を補助するために選択される1対の化学選択性の試薬の1つのメンバーである(Lemieux,G.,Bertozzi,C.,Trends in Biothchnology,1998,16,506−513)。例えば、物品表面(および/またはその表面にグラフトされたリンカー)がハロアセタールを提示する場合に、ペプチドREが、スルフヒドリル部分を介して結合され得る。RE構造体中のスルフヒドリル部分は、システイン残基の封入を介して達成され得る。   The RE must contain functional groups that allow attachment to the article. Preferably, but not necessarily, this functional group is one member of a pair of chemoselective reagents selected to assist in the coupling reaction (Lemieux, G., Bertozzi, C., Trends in Biotechnology, 1998, 16, 506-513). For example, when the article surface (and / or a linker grafted to the surface) presents a haloacetal, the peptide RE can be attached via a sulfhydryl moiety. Sulfhydryl moieties in the RE structure can be achieved through the inclusion of cysteine residues.

カップリングはまた、物品またはリンカー末端上の1級アミンとRE上のカルボン酸との間でも可能である。ペプチド構造体中のカルボン酸は、アミノ末端上(直鎖状ペプチドについて)、またはアスパラギン酸もしくはグルタミン酸残基の封入のいずれかを介して見出され得る。カルボン酸が、物品およびペプチドに属する1級アミン上に存在する、反対の形状もまた、容易に接触可能である。多くの重合可能な構築ブロックが、重合の後でビーズの表面にて接触可能である、酸性部分を含む。ポリ(アミノ酸)ベースのREのように、1級アミン官能基が、N末端のいずれか(直鎖状である場合)および/またはリジン残基の導入を介して、見出され得る。   Coupling is also possible between the primary amine on the article or linker end and the carboxylic acid on the RE. Carboxylic acids in the peptide structure can be found either on the amino terminus (for linear peptides) or through the inclusion of aspartic acid or glutamic acid residues. The opposite form in which the carboxylic acid is present on the primary amine belonging to the article and peptide is also easily accessible. Many polymerizable building blocks contain acidic moieties that are accessible on the surface of the beads after polymerization. Like poly (amino acid) based REs, primary amine functionality can be found either through the N-terminus (if linear) and / or through the introduction of lysine residues.

反応性の化学対の別の例は、スルフヒドリルとハロアセタール部分またはマレイミド部分とのカップリングからなる。マレイミド官能基は、当業者に公知の方法(例えば、G.T.Hermanson(Bioconjugate Techniques,Academic Press編,1996)によって例示のために記載される)を介して、他の一般的な官能基(例えば、カルボン酸、アミン、チオールまたはアルコール)をリンカーと反応させることにより、ペプチド上、リンカー上、または物品の表面上のいずれかに容易に導入され得る。好ましい実施形態において、CiBA、または他のジスルフィド含有構築ブロックの足場への封入により、チオール反応性部分を介したREの結合が容易になる。足場形成の後で、CiBAのジスルフィド結合の還元により、遊離チオールが生じる。チオールと反応性の基(例えば、ブロモアセトアミドまたはマレイミド)を含有するリンカー分子が、還元された治療的薬剤を含有する物品に付加され、リンカーを物品の足場に結合させる。ついで、REが添加され、リンカー部分の自由末端と反応し、RE官能基化物品が得られる。あるいは、REは、リンカー分子を還元物品に結合する前に、リンカー分子の1つの末端に結合され得る。   Another example of a reactive chemical pair consists of the coupling of a sulfhydryl with a haloacetal or maleimide moiety. Maleimide functional groups can be synthesized by other common functional groups (described by way of example by GT Hermanson (Bioconjugate Technologies, Academic Press, 1996)). For example, by reacting a carboxylic acid, amine, thiol or alcohol) with a linker, it can be easily introduced either on the peptide, on the linker, or on the surface of the article. In preferred embodiments, encapsulation of CiBA, or other disulfide-containing building blocks, in a scaffold facilitates binding of RE via a thiol reactive moiety. After scaffold formation, reduction of CiBA disulfide bonds yields free thiols. A linker molecule containing a thiol-reactive group (eg, bromoacetamide or maleimide) is added to the article containing the reduced therapeutic agent to attach the linker to the article scaffold. The RE is then added and reacts with the free end of the linker moiety, resulting in an RE functionalized article. Alternatively, the RE can be attached to one end of the linker molecule prior to attaching the linker molecule to the reducing article.

ペプチドはまた、アミノオキシ官能基とアルデヒド部分またはケトン部分との間での反応によって、物品および/またはテザーに結合され得る。アミノオキシ部分(物品上またはペプチド上のいずれか)は、他の一般的な官能基(例えば、アミン)から始まり、当該分野で公知の一連の変形によって導入され得る。同様に、アルデヒドまたはケトンを含有する物品およびアルデヒド含有ペプチドが、公知の方法で容易に合成され得る。   The peptide can also be attached to the article and / or tether by reaction between the aminooxy functionality and the aldehyde or ketone moiety. The aminooxy moiety (either on the article or on the peptide) can be introduced by a series of variations known in the art starting from other common functional groups (eg amines). Similarly, articles containing aldehydes or ketones and aldehyde-containing peptides can be readily synthesized by known methods.

生じたREで官能基化した薬物含有物品は、すぐに使用され得るか、液体溶液として保存され得るか、または長期保存のために凍結乾燥され得る。   The resulting RE functionalized drug-containing article can be used immediately, stored as a liquid solution, or lyophilized for long-term storage.

REは、標的分子の細胞表面レセプターと所望の結合性相互作用を提供する、低分子構造体または高分子構造体であり得る。1物品あたりの認識エレメント部分の数は、2〜1000、好ましくは2〜500、そして最も好ましくは2〜100の範囲であり得る。物品は、必要に応じて、さらに1つよりも多くの型のREから構成され得る。本明細書中で使用する場合、REの「型」は、特定の分子構造として規定される。   The RE can be a small or high molecular structure that provides the desired binding interaction with the cell surface receptor of the target molecule. The number of recognition element portions per article can range from 2 to 1000, preferably from 2 to 500, and most preferably from 2 to 100. An article can be composed of more than one type of RE, if desired. As used herein, a “type” of RE is defined as a specific molecular structure.

REは、好ましくは、ペプチドからなる。本発明に従って、REとして使用されるペプチドは、一般的に、10−4と10−9M以下との間の解離定数を有する。このようなREは、公知のペプチドリガンドからなり得る。例えば、Phoenix Peptidesのペプチドリガンド−レセプターライブラリー(http://www.phoenixpeptide.com/Peptidelibrarylist.htm)は、潜在的な治療的価値のあるレセプターに対する数千の公知のペプチドリガンドを含む。ペプチドは、天然のペプチド(例えば、ラクタム、ダラージン(Dalargin)および他のエンカファリン、エンドルフィン、アンジオテンシンII、ゴナドトロピン放出ホルモン、メラノサイト刺激ホルモン、トロンビンレセプターフラグメント、ミエリン、ならびに抗原性ペプチド)であり得る。本発明に有用なペプチド結合性ブロックは、目的のタンパク質に対するペプチドライブラリー(例えば、ファージディスプレイライブラリーまたはビーズ上に提示される直鎖状配列のライブラリー)のハイスループットスクリーニングを介して、発見され得る。このようなスクリーニング方法は、当該分野で公知である(例えば、C.F.Barbas,D.R.Burton,J.K.Scott,G.J.Silverman,Phage Display,2001,Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NYを参照のこと)。高親和性のペプチドは、天然に存在するアミノ酸、修飾アミノ酸または完全に合成のアミノ酸からなり得る。ペプチドの認識部分の長さは、約3〜約100アミノ酸で変動し得る。好ましくは、ペプチドの認識部分は、約3〜約15アミノ酸、およびより好ましくは、3〜10アミノ酸の範囲である。より短い配列が好ましい。なぜなら、15アミノ酸未満のペプチドは、より長いペプチド配列と比べてより免疫原性が小さくてもよいためである。小さなペプチドは、ライブラリーが容易にスクリーニングされ得る、さらなる利点を有する。または、それらは、固相技術を使用してより容易に合成され得る。 The RE preferably consists of a peptide. In accordance with the present invention, peptides used as RE generally have a dissociation constant between 10 −4 and 10 −9 M or less. Such RE can consist of known peptide ligands. For example, the Phoenix Peptides peptide ligand-receptor library (http://www.phoenixpeptide.com/Peptidelibrarylist.htm) contains thousands of known peptide ligands for receptors of potential therapeutic value. The peptides can be natural peptides such as lactams, dalargin and other encaphalins, endorphins, angiotensin II, gonadotropin releasing hormone, melanocyte stimulating hormone, thrombin receptor fragment, myelin, and antigenic peptides. Peptide binding blocks useful in the present invention are discovered through high-throughput screening of peptide libraries (eg, phage display libraries or libraries of linear sequences displayed on beads) against the protein of interest. obtain. Such screening methods are known in the art (eg, C.F. Barbas, D.R. Burton, JK. Scott, G.J. Silverman, Page Display, 2001, Cold Spring Harbor Laboratory Press. , Cold Spring Harbor, NY). High affinity peptides can consist of naturally occurring amino acids, modified amino acids or fully synthetic amino acids. The length of the recognition portion of the peptide can vary from about 3 to about 100 amino acids. Preferably, the recognition portion of the peptide ranges from about 3 to about 15 amino acids, and more preferably from 3 to 10 amino acids. Shorter sequences are preferred. This is because peptides with less than 15 amino acids may be less immunogenic than longer peptide sequences. Small peptides have the additional advantage that the library can be easily screened. Alternatively, they can be more easily synthesized using solid phase techniques.

REは、抗体、抗体フラグメント、レクチン、核酸、および他のレセプターリガンドを含む、種々の他の分子構造を含み得る。ヒト化抗体または完全にヒトの抗体、ならびにヒト化抗体フラグメントまたは完全にヒトの抗体フラグメントは、本発明の使用のために好まれる。   The RE can include a variety of other molecular structures, including antibodies, antibody fragments, lectins, nucleic acids, and other receptor ligands. Humanized antibodies or fully human antibodies, as well as humanized antibody fragments or fully human antibody fragments are preferred for use in the present invention.

さらに、薬剤設計の当業者に公知の技術を使用して、他の非タンパク質化合物を結合部分として使用されるように設計することは、可能となり得る。このような方法として、つじつまの合う場(SCF)分析、配置間相互作用(CI)分析、および通常モード動力学コンピュータープログラムが挙げられるがこれらに限定されず、これらのすべては、科学文献に詳細に記載される。Reinら,Computer−Assisted Modeling of Receptor−Ligand Interactions,Alan Liss,New York(1989)を参照のこと。非タンパク質化合物および部分の調製は、これらの構造および他の特徴に依存し得、そして標準的な化学合成技術により通常達成され得る。例えば、Methods in Carbohydrate Chemistry,Vols.I−VII;Analysis and Preparation of Sugars,Whistlerら編,Academic Press,Inc.,Orlando(1962)(これの開示は、本明細書中に参考として援用される)を参照のこと。   Furthermore, it may be possible to design other non-protein compounds to be used as binding moieties using techniques known to those skilled in the art of drug design. Such methods include, but are not limited to, coherent field (SCF) analysis, configuration interaction (CI) analysis, and normal mode dynamics computer programs, all of which are detailed in the scientific literature. It is described in. See Rein et al., Computer-Assisted Modeling of Receptor-Ligand Interactions, Alan Liss, New York (1989). The preparation of non-protein compounds and moieties can depend on their structure and other features, and can usually be accomplished by standard chemical synthesis techniques. For example, Methods in Carbohydrate Chemistry, Vols. I-VII; Analysis and Preparation of Sugars, edited by Whistler et al., Academic Press, Inc. , Orlando (1962), the disclosure of which is incorporated herein by reference.

本物品を作り上げるために同じ分子構造の複数のRE分子または異なる分子構造の複数のRE分子を使用することにより、本物品の結合力は増加し得る。本発明で使用されるように、「高親和性(high affinity)」とは、単一のREが単一の標的分子と10−4Mより強い結合定数で結合することを意味し、一方で、「結合力(avidity)」とは、2つ以上のこのようなREユニットが2つ以上の標的分子と細胞上でまたは分子複合体上で結合することを意味する。 By using multiple RE molecules of the same molecular structure or multiple RE molecules of different molecular structure to make up the article, the binding force of the article can be increased. As used in the present invention, “high affinity” means that a single RE binds to a single target molecule with a binding constant stronger than 10 −4 M, while “Avidity” means that two or more such RE units bind to two or more target molecules on a cell or on a molecular complex.

これらのREは、複数の疾患関連の生物分子を標的とし得る。腫瘍関連の標的として、erbB1(例えば増殖因子EGFを使用するか、またはアミノ酸配列YCPIWKFPDEECYから構成されるペプチド、もしくはGreene,ら,J.Biol.Chem.,2002,277(31),28330−28339中にREとして見出される他の配列を使用する)、erbB2(例えばアミノ酸配列CdFCDGFdYACYMDVから構成されるペプチド(ここで、dFおよびdYは、これらのアミノ酸残基のD異性体を表す)またはMurali,J.Med.Chem.,2001,44,2565−2574中にREとして描写される他の配列を使用する)、erbB3、erbB4、CMET、CEA(例えばPCT WO 01/74849中にREとして開示される他のペプチドを使用する)、ならびにEphA2が挙げられる。癌を含む、複数の病理に関連する血管の標的として、VEGFR−1、VEGFR−2(例えば、Demangelら,EMBO J.,2000,19(7),1525−1533に記載されるようなアミノ酸配列ATWLPPRから構成されるペプチドを使用する)、インテグリン(インテグリンαvβ3、およびインテグリンαvβ1が挙げられる)、ならびにフィブリンのような細胞外タンパク質(これは、PCT公開物WO 02/055544に開示されるアミノ酸配列からなるペプチドを使用して標的化され得る)までが挙げられる。   These REs can target multiple disease-related biomolecules. As a tumor-related target, erbB1 (for example using growth factor EGF or a peptide consisting of the amino acid sequence YCPIWKFPDECY, or Greene, et al., J. Biol. Chem., 2002, 277 (31), 28330-28339 ErbB2 (for example, peptides composed of the amino acid sequence CdFCDGFdYACYMDV (where dF and dY represent the D isomers of these amino acid residues) or Murali, J. et al. Chem., Chem., 2001, 44, 2565-2574 using other sequences depicted as RE), erbB3, erbB4, CMET, CEA (eg other disclosed as RE in PCT WO 01/74849) peptide As well as EphA2. Amino acid sequences as described in VEGFR-1, VEGFR-2 (e.g., Demangel et al., EMBO J., 2000, 19 (7), 155-1533) as targets for blood vessels associated with multiple pathologies, including cancer. Extracellular peptides such as integrins (including integrin αvβ3 and integrin αvβ1), and fibrin (which uses peptides composed of ATWLPPR), which are derived from the amino acid sequence disclosed in PCT publication WO 02/055544. Can be targeted using

(物品特性値:)
本発明で実施されるように、本物品は、これらを卓越した治療的候補とするいくつかの特性値を有する。
(Item characteristic value :)
As implemented in the present invention, the article has several characteristic values that make them excellent therapeutic candidates.

本物品は、注射(皮下、静脈内、筋肉内、皮内、腹腔内、脳内、または非経口的)により投与され得、静脈内注射が好ましい経路である。本物品は、経鼻送達、肺送達、膣送達、眼球送達および経口投与のために適し得る。本物品は、投与のために薬学的に受容可能なキャリアの中に懸濁され得る。   The article can be administered by injection (subcutaneous, intravenous, intramuscular, intradermal, intraperitoneal, intracerebral, or parenteral), with intravenous injection being the preferred route. The article may be suitable for nasal delivery, pulmonary delivery, vaginal delivery, ocular delivery and oral administration. The article can be suspended in a pharmaceutically acceptable carrier for administration.

いくつかの実施形態における試薬および開始物質は、Sigma−Aldrich(St Louise,MOおよびMilwaukee,WI)、Kodak(Rochester,NY)、Fisher(Pittsburgh,PA)、Pierce Chemical Company(Rockford,IL)、Carbomer Inc.(Westborough,MA)、Radcure(Smyrna,GA)、ならびにPolysciences(Niles,IL)のような化学の卸業者から商品として入手し得る。PEG化合物は、NOF America Corporation(White Plains,NY)、およびNektar(Birmingham,AL)を通じて購入し得る。REとして使用されるペプチドは、多数の供給元(一つはBachem(King of Prussia,PA))から購入し得る。タンパク質は、Calbiochem(San Diego,CA)のような供給元から入手し得る。   Reagents and starting materials in some embodiments are Sigma-Aldrich (St Louise, MO and Milwaukee, Wis.), Kodak (Rochester, NY), Fisher (Pittsburgh, PA), Pierce Chemical Company (IL), Pierce Chemical Company (IL). Inc. (Westborough, MA), Radcure (Smyrna, GA), and chemical wholesalers such as Polysciences (Niles, IL). PEG compounds can be purchased through NOF America Corporation (White Plains, NY) and Nektar (Birmingham, AL). Peptides used as REs can be purchased from a number of sources, one from Bachem (King of Prussia, PA). Proteins can be obtained from sources such as Calbiochem (San Diego, Calif.).

以下の限定されない実施例は、本発明がいかに実施され得るかをさらに記載するために提供される。   The following non-limiting examples are provided to further describe how the invention can be practiced.

(実施例1:IMMA(イヌリンマルチメタクリレート)の合成)
イヌリン(4g)を、1本首型丸型フラスコの中に量り取った。テフロン(登録商標)コートされた撹拌棒を加えて、このフラスコを隔壁で密閉した。次いで、無水ピリジン(各5グラムのイヌリンに対して約20mL)を、この系全体を窒素雰囲気下に保ちながら、このフラスコの中に移した。この混合物を、このイヌリンが溶解するまで撹拌し、次いで、1mLの無水メタクリル酸を、シリンジを使用して滴下して加えた。この反応を16時間継続させた。この期間の後、ピリジンを減圧下で十分に除去して粘性の液体を得た。次いで、トルエン(約40mL)を激しく混合しながら加えて、この粗生成物を沈殿させた。次いで、この液体をこの沈殿からデカントした。この固体を水で溶解し、粘性があるが自由に流動するシロップが産生され、次いで、これを2−プロパノール(約200mL)で沈殿させた。この水溶解および引き続いての沈殿のプロセスを、二回以上繰り返し、その後この産物を減圧下で乾燥させた。次いで、この産物を50mLの水に再溶解し、濾紙を通して濾過して蓄積したごみおよび他の不溶物を除去し、次いで、この生成物を凍結乾燥させてイヌリンマルチメタクリレート(IMMA)を得た。IMMAの同一性(メタクリレートの官能化の程度)を、NMR分析により確証した。
(Example 1: Synthesis of IMMA (inulin multimethacrylate))
Inulin (4 g) was weighed into a single neck round flask. A Teflon-coated stir bar was added and the flask was sealed with a septum. Anhydrous pyridine (approximately 20 mL for each 5 grams of inulin) was then transferred into the flask, keeping the entire system under a nitrogen atmosphere. The mixture was stirred until the inulin was dissolved, then 1 mL of methacrylic anhydride was added dropwise using a syringe. The reaction was continued for 16 hours. After this period, pyridine was sufficiently removed under reduced pressure to obtain a viscous liquid. Toluene (about 40 mL) was then added with vigorous mixing to precipitate the crude product. The liquid was then decanted from the precipitate. This solid was dissolved in water to produce a viscous but free flowing syrup that was then precipitated with 2-propanol (about 200 mL). This water dissolution and subsequent precipitation process was repeated more than once, after which the product was dried under reduced pressure. The product was then redissolved in 50 mL of water and filtered through filter paper to remove accumulated debris and other insolubles, and the product was then lyophilized to yield inulin multimethacrylate (IMMA). The identity of IMMA (the degree of methacrylate functionalization) was confirmed by NMR analysis.

(実施例2:デキストラン複(メタクリレート)(DMMA)の調製)
デキストラン(分子量=5000)を、撹拌棒の補助により100mLの乾燥DMSOに溶解した。完全な溶解時に、無水ピリジンを加えた(20mL)。0.5時間のこの工程の間を通じて、無水メタクリル酸(3.27mL)を滴下により加えて、この反応物を一晩撹拌させた。翌日、トルエン(150mL)の添加によりこの生成物を沈殿させて、この反応溶媒/トルエン混合物をこの固体からデカントした。この生成物を、シロップを得るために必要な最小量の水に溶解し、即座に撹拌したイソプロパノール(約150mL)に加えた。この溶液をこの固体からデカントし、この溶解/沈殿サイクルを二回以上繰り返した。この固体を減圧下で乾燥させて微量の有機溶媒を除去し、75mLの水に溶解し、得られた溶液を濾過した。この生成物を凍結乾燥により単離し、H NMRにより特徴付けた。
(Example 2: Preparation of dextran double (methacrylate) (DMMA))
Dextran (molecular weight = 5000) was dissolved in 100 mL dry DMSO with the aid of a stir bar. Upon complete dissolution, anhydrous pyridine was added (20 mL). Throughout the 0.5 hour step, methacrylic anhydride (3.27 mL) was added dropwise and the reaction was allowed to stir overnight. The next day, the product was precipitated by the addition of toluene (150 mL) and the reaction solvent / toluene mixture was decanted from the solid. This product was dissolved in the minimum amount of water needed to obtain a syrup and added to rapidly stirred isopropanol (ca. 150 mL). The solution was decanted from the solid and the dissolution / precipitation cycle was repeated two more times. The solid was dried under reduced pressure to remove a trace amount of organic solvent, dissolved in 75 mL of water, and the resulting solution was filtered. The product was isolated by lyophilization and characterized by 1 H NMR.

(実施例3:CiBAの合成)
水酸化ナトリウム(2.0g)を70mLの乾燥メタノールに溶解した。L−シスチン(2.73g)をこのメタノール性NaOH溶液に加え、この混合物を含む丸底フラスコを氷水槽に浸してこの反応容器を0℃に維持した。次いで、アクリロイルクロライド(2.22mL)をこのメタノール性シスチン溶液に滴下して加えた。
(Example 3: Synthesis of CiBA)
Sodium hydroxide (2.0 g) was dissolved in 70 mL of dry methanol. L-cystine (2.73 g) was added to the methanolic NaOH solution and the round bottom flask containing the mixture was immersed in an ice water bath to maintain the reaction vessel at 0 ° C. Acryloyl chloride (2.22 mL) was then added dropwise to the methanolic cystine solution.

この反応物に蓋をして1時間室温で撹拌し、その後この反応溶液を遠心してこの液相を即座に撹拌した酢酸エチル(120mL)の中にデカントした。得られた懸濁固体を遠心により単離し、減圧下で乾燥させた。この単離された物質のN,N’−シスチンビスアクリルアミド(CiBA)としての同一性をH NMRにより確証した。 The reaction was capped and stirred for 1 hour at room temperature, after which the reaction solution was centrifuged and the liquid phase decanted into stirred ethyl acetate (120 mL). The resulting suspended solid was isolated by centrifugation and dried under reduced pressure. The identity of this isolated material as N, N′-cystine bisacrylamide (CiBA) was confirmed by 1 H NMR.

(実施例4:MalAc(マロネート−アクリルアミド)の合成)
ジエチルアミノマロネート塩酸塩(5g)を、1本首型丸型フラスコの中に量り取る。テフロン(登録商標)コートされた撹拌棒を加えて、このフラスコを隔壁で密閉する。次いで、無水ジクロロメタン(各1グラムのジエチルアミノマロネートに対して約10mL)を、この系全体を窒素雰囲気下に保ちながら、このフラスコの中に移す。この混合物を撹拌し、3.62mLのトリエチルアミンをシリンジで加え(1.1当量)、引き続いて2.12mLのアクリロイルクロライド(1.1当量)をシリンジにより滴下して加える。この反応を2時間継続させた。この反応混合物を水で三回抽出して未反応性生物[トリエチルアミンおよびアクリル酸]を除去する。この有機相を減圧下で乾燥させ、強酸性残基を有する樹脂を含有する水の中で再懸濁する。この水性樹脂懸濁物を回転振盪機に乗せ、この脱保護反応を一晩進行させる。次いで、この反応混合物を濾過して凍結乾燥させてマロン酸アクリルアミドを得る。
(Example 4: Synthesis of MalAc (malonate-acrylamide))
Diethylaminomalonate hydrochloride (5 g) is weighed into a single neck round flask. A Teflon-coated stir bar is added and the flask is sealed with a septum. Anhydrous dichloromethane (approximately 10 mL for each gram of diethylaminomalonate) is then transferred into the flask, keeping the entire system under a nitrogen atmosphere. The mixture is stirred and 3.62 mL of triethylamine is added via syringe (1.1 equiv) followed by 2.12 mL of acryloyl chloride (1.1 equiv) added dropwise via syringe. The reaction was continued for 2 hours. The reaction mixture is extracted three times with water to remove unreacted organisms [triethylamine and acrylic acid]. The organic phase is dried under reduced pressure and resuspended in water containing a resin having a strongly acidic residue. The aqueous resin suspension is placed on a rotary shaker and the deprotection reaction is allowed to proceed overnight. The reaction mixture is then filtered and lyophilized to obtain malonic acid acrylamide.

(実施例5:PEG−1500 dBAの合成)
ポリ(エチレングリコール)(平均分子量=1500、15.36g)を丸底フラスコの中に含まれる75mLの乾燥クロロホルムに溶解した。この溶解工程を補助し、かつ反応物の均質性を維持するために撹拌棒を加えた。ブロモアセチルクロライド(4.00mL)を加え、空気冷却還流冷却器を丸底フラスコに接させ、この反応混合物を大気へ通気される窒素パージ下の還流で加熱した(この反応の間に生じるHCl気体を除去するために)。4時間後、さらにブロモアセチルクロライド(1.0mL)を加え、この反応混合物をさらに5時間加熱した。この反応混合物を冷却し、一晩穏やかに撹拌した。翌日、この溶媒および過剰な試薬を減圧下で除去し、この残留物を飽和炭酸水素ナトリウムに溶解した。この水溶液をクロロホルム(4回、50mL)で抽出した。この有機抽出物を組み合わせ、硫酸マグネシウム下で乾燥させ、濾過した。減圧下でのこの溶媒の除去によりPEG−1500 dBAが灰色がかった白色の固体として残留する。この生成物の同一性をH NMRにより確証した。
(Example 5: Synthesis of PEG-1500 dBA)
Poly (ethylene glycol) (average molecular weight = 1500, 15.36 g) was dissolved in 75 mL of dry chloroform contained in a round bottom flask. A stir bar was added to assist in the dissolution process and to maintain the homogeneity of the reactants. Bromoacetyl chloride (4.00 mL) was added, an air-cooled reflux condenser was placed in contact with the round bottom flask, and the reaction mixture was heated at reflux under a nitrogen purge vented to atmosphere (HCl gas generated during the reaction). To remove). After 4 hours, more bromoacetyl chloride (1.0 mL) was added and the reaction mixture was heated for an additional 5 hours. The reaction mixture was cooled and gently stirred overnight. The next day, the solvent and excess reagent were removed under reduced pressure and the residue was dissolved in saturated sodium bicarbonate. The aqueous solution was extracted with chloroform (4 times, 50 mL). The organic extracts were combined, dried under magnesium sulfate and filtered. Removal of this solvent under reduced pressure leaves PEG-1500 dBA as an off-white solid. The identity of this product was confirmed by 1 H NMR.

(実施例6:ヘテロ二官能化PEG−400、ブロモアセテートおよびカルボン酸の調製)
ポリ(エチレングリコール)ジブロモアセテート(平均分子量400、PEG−400 dBA)(4.0g)を、100mLのTHFを含有するリン酸緩衝液(0.15M)(150mL、pH=8)に溶解した。この溶液に、水10mL中の3−メルカプトプロピオン酸(0.17g)を撹拌棒により提供される急速な混合により加えた。このpHを1.0MのNaOH溶液の添加により再度8まで調整した。この添加の16時間後、この反応物の体積を減圧下で50mLまで減少させた。この体積を100mL、pH=8.0のリン酸緩衝液(0.10M)を加えることにより150mLまで増加させ、この水溶液をクロロホルム(2回、50mL)で抽出して未反応のPEG開始物質を除去した。この溶液のpHを1.0MのHClを加えることにより2まで調整し、この溶液をクロロホルム(3回、50mL)で再度抽出した。このpH=2.0の溶液の組み合わされた抽出物を硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した。この溶媒の減圧下での除去によりこの標的化合物を得た。
Example 6: Preparation of heterobifunctionalized PEG-400, bromoacetate and carboxylic acid
Poly (ethylene glycol) dibromoacetate (average molecular weight 400, PEG-400 dBA) (4.0 g) was dissolved in phosphate buffer (0.15 M) (150 mL, pH = 8) containing 100 mL of THF. To this solution was added 3-mercaptopropionic acid (0.17 g) in 10 mL of water by rapid mixing provided by a stir bar. The pH was adjusted again to 8 by the addition of 1.0 M NaOH solution. Sixteen hours after the addition, the reaction volume was reduced to 50 mL under reduced pressure. The volume is increased to 150 mL by adding 100 mL, pH = 8.0 phosphate buffer (0.10 M), and the aqueous solution is extracted with chloroform (2 × 50 mL) to remove unreacted PEG starting material. Removed. The pH of the solution was adjusted to 2 by adding 1.0 M HCl and the solution was extracted again with chloroform (3 times 50 mL). The combined extracts of this pH = 2.0 solution were dried over sodium sulfate and filtered. Removal of the solvent under reduced pressure gave the target compound.

(実施例7:ヘテロ二官能化PEG−200、チオールおよびカルボン酸の調製)
ポリ(エチレングリコール)ジチオール(平均分子量200)(1.53g)を100mLのTHF含有リン酸緩衝液(0.15M)(150mL、pH=8)に溶解した。この溶液に、水10mL中のブロモ酢酸(0.27g)を撹拌棒により提供される急速な混合により加えた。このpHを1.0MのNaOH溶液の添加により再度8まで調整した。この添加の16時間後、この溶媒を減圧下で除去し、粘性の残留物を得、これに100mLのリン酸緩衝液(pH=8.0)を加えた(0.050M)。この水溶液をクロロホルム(2回、50mL)で抽出して未反応のPEG開始物質を除去した。この溶液のpHを1.0MのHClを加えることにより2まで調整し、この溶液をクロロホルム(3回、50mL)で再度抽出した。このpH=2.0の溶液の組み合わされた抽出物を硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した。この溶媒の減圧下での除去によりこの標的化合物を得た。
Example 7: Preparation of heterobifunctionalized PEG-200, thiol and carboxylic acid
Poly (ethylene glycol) dithiol (average molecular weight 200) (1.53 g) was dissolved in 100 mL of THF-containing phosphate buffer (0.15 M) (150 mL, pH = 8). To this solution was added bromoacetic acid (0.27 g) in 10 mL of water by rapid mixing provided by a stir bar. The pH was adjusted again to 8 by the addition of 1.0 M NaOH solution. After 16 hours of this addition, the solvent was removed under reduced pressure to give a viscous residue to which 100 mL of phosphate buffer (pH = 8.0) was added (0.050M). The aqueous solution was extracted with chloroform (2 times, 50 mL) to remove unreacted PEG starting material. The pH of the solution was adjusted to 2 by adding 1.0 M HCl and the solution was extracted again with chloroform (3 times 50 mL). The combined extracts of this pH = 2.0 solution were dried over sodium sulfate and filtered. Removal of the solvent under reduced pressure gave the target compound.

(実施例8:フリーラジカル重合化を通じたIMMA−CiBA−NaA骨格の生成)
水相を83重量%の緩衝液、14重量%IMMA、2重量%のCiBA、1重量%のアクリル酸ナトリウム、およびエオシンY(この光開始剤はモノマー質量の0.001〜0.1重量%を呈する)を組み合わせることにより調製した。油+界面活性剤相を7.3重量%のIgepal CO−210、9.4重量%のIgepal CO−720、および83.3重量%のシクロヘキサンを混合することにより調製した。3グラム(3g)のこの水相を30gのこの油+界面活性剤相に激しい撹拌により加え、逆ミクロエマルジョンの生成を引き起こした。この逆ミクロエマルジョンには、シクロヘキサンの連続相の中に分散された、界面活性剤により安定化された水相のナノ液滴が含まれる。この逆ミクロエマルジョンを100mLのSchlenk管へと移し、この冷却混合物の状態で短時間に減圧で吸引することにより脱気した。このSchlenk管の内容物を撹拌し、UV光源で1時間照射してこの基礎的エレメントを重合化した。一旦このポリマー化が完了したならば、このナノ物品を、純粋エタノールを直接この溶液に加えることにより沈殿させ、遠心によりこの反応混合物から単離した。このナノ物品含有ペレットを脱イオン水の中で再懸濁した。残存する界面活性剤および溶媒を標準的な技術(固相抽出)により除去した。この時点で、ナノ物品のこの水溶液を濾過し、この生成物を凍結乾燥後に固体生成物として単離した。
(Example 8: Formation of IMMA-CiBA-NaA skeleton through free radical polymerization)
The aqueous phase was 83 wt% buffer, 14 wt% IMMA, 2 wt% CiBA, 1 wt% sodium acrylate, and eosin Y (this photoinitiator is 0.001 to 0.1 wt% of monomer mass Present). An oil + surfactant phase was prepared by mixing 7.3 wt% Igepal CO-210, 9.4 wt% Igepal CO-720, and 83.3% wt cyclohexane. 3 grams (3 g) of this aqueous phase was added to 30 g of this oil + surfactant phase with vigorous stirring, causing the formation of a reverse microemulsion. This inverse microemulsion comprises surfactant stabilized aqueous phase nanodroplets dispersed in a continuous phase of cyclohexane. The inverse microemulsion was transferred to a 100 mL Schlenk tube and degassed by briefly vacuuming in this cooled mixture. The contents of the Schlenk tube were stirred and irradiated with a UV light source for 1 hour to polymerize the basic elements. Once the polymerization was complete, the nanoarticle was precipitated by adding pure ethanol directly to the solution and isolated from the reaction mixture by centrifugation. The nanoarticle-containing pellet was resuspended in deionized water. Residual surfactant and solvent were removed by standard techniques (solid phase extraction). At this point, the aqueous solution of nanoarticle was filtered and the product was isolated as a solid product after lyophilization.

(実施例9:フリーラジカル重合化を通じたIMMA−CiBA−DAA骨格の生成)
水相を83重量%の水、14重量%のIMMA、2重量%のCiBAおよび1重量%のジアセトンアクリルアミド(DAA)を組み合わせることにより調製した。油+界面活性剤相をIgepal CO−210、Igepal CO−720およびシクロヘキサンを1.0:1.3:9.0の重量比で混合することにより調製した。3グラム(3g)のこの水相を30gのこの油+界面活性剤相と混合し、逆ミクロエマルジョンの生成を引き起こした。この逆ミクロエマルジョンには、シクロヘキサンの連続相の中に分散された、界面活性剤により安定化された水相のナノ液滴が含まれた。この逆ミクロエマルジョンに、エオシンY含有水溶液(この光開始剤はモノマー質量の0.001〜0.1重量%を呈する)を加えた。このミクロエマルジョンを減圧下での凍結融解サイクル(サイクル間のN気体の埋め戻しを伴う)により脱気した。この内容物を撹拌し、少なくとも100WのUV光源または可視光源で20分間〜2時間照射してこの基礎的エレメントをポリマー化した。一旦このポリマー化が完了したならば、このナノ物品を、9mLの純粋エタノールを直接この溶液に加えることにより沈殿させた。このナノ物品含有ペレットを水の中で再懸濁した。残存する界面活性剤および溶媒を標準的な技術(透析、クロマトグラフィーなど)により除去した。この時点で、ナノ物品のこの水溶液を、望まれる場合に凍結乾燥し得る。
(Example 9: Generation of IMMA-CiBA-DAA skeleton through free radical polymerization)
The aqueous phase was prepared by combining 83 wt% water, 14 wt% IMMA, 2 wt% CiBA and 1 wt% diacetone acrylamide (DAA). The oil + surfactant phase was prepared by mixing Igepal CO-210, Igepal CO-720 and cyclohexane in a weight ratio of 1.0: 1.3: 9.0. 3 grams (3 g) of this aqueous phase was mixed with 30 g of this oil + surfactant phase, causing the formation of a reverse microemulsion. This inverse microemulsion contained surfactant-stabilized aqueous phase nanodroplets dispersed in a continuous phase of cyclohexane. To this inverse microemulsion was added eosin Y-containing aqueous solution (this photoinitiator represents 0.001 to 0.1% by weight of the monomer mass). The microemulsion was degassed by a freeze-thaw cycle under reduced pressure (with backfilling of N 2 gas between cycles). The contents were agitated and polymerized by irradiating with a UV light source or visible light source of at least 100 W for 20 minutes to 2 hours. Once the polymerization was complete, the nanoarticle was precipitated by adding 9 mL of pure ethanol directly to the solution. The nanoarticle-containing pellet was resuspended in water. Residual surfactant and solvent were removed by standard techniques (dialysis, chromatography, etc.). At this point, this aqueous solution of nanoarticles can be lyophilized if desired.

(実施例10:フリーラジカル重合によるIMMA−CiBA−APMA足場形成)
水相を、83重量%緩衝液、14重量%IMMA、2重量%CiBA、1重量%N−(3−アミノプロピル)メタアクリルアミド塩酸塩(APMA)、およびエオシンY(光開始剤は、0.001〜0.1重量%のモノマー質量を表す)を組み合わせることによって調製した。オイル+界面活性剤相を、7.3重量%Igepal CO−210、9.4重量%Igepal CO−720、および83.3重量%シクロヘキサンを混合することによって調製した。3グラム(3g)の水相を、激しく攪拌しながら、30gのオイル+界面活性剤相に加え、逆ミクロエマルジョンの形成を得た。逆ミクロエマルジョンは、シクロヘキサンの連続相中に分散した水相の界面活性剤安定化ナノ液滴を含む。逆ミクロエマルジョンを、100mL Schlenk管に移し、そして冷やした混合物で手短に減圧に引っ張ることによって脱気した。Schlenk管の内容物を攪拌し、そしてUV光源で、1時間照射して、構築ブロックを重合した。一旦、重合が完了すると、ナノ物品を、純粋なエタノールを直接溶液に添加することによって沈殿させ、そして遠心分離によって反応混合物から単離した。ナノ物品を含むペレットを、脱イオン水で再懸濁した。残りの界面活性剤および溶媒を、標準的な技術(固相抽出)によって除去した。この時点で、ナノ物品の水溶液を濾過し、そして生成物を凍結乾燥後、固体生成物として単離した。
(Example 10: IMMA-CiBA-APMA scaffold formation by free radical polymerization)
The aqueous phase was mixed with 83 wt% buffer, 14 wt% IMMA, 2 wt% CiBA, 1 wt% N- (3-aminopropyl) methacrylamide hydrochloride (APMA), and eosin Y (the photoinitiator was .0. (Representing a monomer mass of 001 to 0.1% by weight). The oil + surfactant phase was prepared by mixing 7.3 wt% Igepal CO-210, 9.4 wt% Igepal CO-720, and 83.3% wt cyclohexane. 3 grams (3 g) of the aqueous phase was added to 30 g of oil + surfactant phase with vigorous stirring, resulting in the formation of a reverse microemulsion. The inverse microemulsion comprises aqueous phase surfactant-stabilized nanodroplets dispersed in a continuous phase of cyclohexane. The inverse microemulsion was transferred to a 100 mL Schlenk tube and degassed by briefly pulling a vacuum with the chilled mixture. The contents of the Schlenk tube were agitated and irradiated with a UV light source for 1 hour to polymerize the building blocks. Once the polymerization was complete, the nanoarticles were precipitated by adding pure ethanol directly to the solution and isolated from the reaction mixture by centrifugation. The pellet containing the nanoarticle was resuspended with deionized water. The remaining surfactant and solvent were removed by standard techniques (solid phase extraction). At this point, the aqueous solution of nanoarticles was filtered and the product was isolated as a solid product after lyophilization.

(実施例11:フリーラジカル重合によるIMMA−MalAc足場形成)
水相を、80重量%緩衝液、14重量%IMMA、6重量%マロン酸アクリルアミド(MalAc)、およびエオシンY(光開始剤は、0.001〜0.1重量%のモノマー質量を表す)を組み合わせることによって調製した。オイル+界面活性剤相を、7.3重量%Igepal CO−210、9.4重量%Igepal CO−720、および83.3重量%シクロヘキサンを混合することによって調製した。3グラム(3g)の水相を、激しく攪拌しながら、30gのオイル+界面活性剤相に加え、逆ミクロエマルジョンの形成を得た。逆ミクロエマルジョンは、シクロヘキサンの連続相中に分散した水相の界面活性剤安定化ナノ液滴を含む。逆ミクロエマルジョンを、100mL Schlenk管に移し、そして冷やした混合物で手短に減圧に引っ張ることによって脱気した。Schlenk管の内容物を攪拌し、そしてUV光源で、1時間照射して、構築ブロックを重合した。一旦、重合が完了すると、ナノ物品を、純粋なエタノールを直接溶液に添加することによって沈殿させ、そして遠心分離によって反応混合物から単離した。ナノ物品を含むペレットを、脱イオン水で再懸濁した。残りの界面活性剤および溶媒を、標準的な技術(固相抽出)によって除去した。この時点で、ナノ物品の水溶液を濾過し、そして生成物を凍結乾燥粉末として単離した。
(Example 11: IMMA-MalAc scaffold formation by free radical polymerization)
Aqueous phase with 80 wt% buffer, 14 wt% IMMA, 6 wt% malonic acrylamide (MalAc), and eosin Y (photoinitiator represents 0.001 to 0.1 wt% monomer mass). Prepared by combining. The oil + surfactant phase was prepared by mixing 7.3 wt% Igepal CO-210, 9.4 wt% Igepal CO-720, and 83.3% wt cyclohexane. 3 grams (3 g) of the aqueous phase was added to 30 g of oil + surfactant phase with vigorous stirring, resulting in the formation of a reverse microemulsion. The inverse microemulsion comprises aqueous phase surfactant-stabilized nanodroplets dispersed in a continuous phase of cyclohexane. The inverse microemulsion was transferred to a 100 mL Schlenk tube and degassed by briefly pulling a vacuum with the chilled mixture. The contents of the Schlenk tube were agitated and irradiated with a UV light source for 1 hour to polymerize the building blocks. Once the polymerization was complete, the nanoarticles were precipitated by adding pure ethanol directly to the solution and isolated from the reaction mixture by centrifugation. The pellet containing the nanoarticle was resuspended with deionized water. The remaining surfactant and solvent were removed by standard techniques (solid phase extraction). At this point, the aqueous solution of nanoarticles was filtered and the product was isolated as a lyophilized powder.

(実施例12:短N−メタクリロイル化ペプチドを含む足場)
水相を、82重量%緩衝液、14重量%IMMA、2重量%CIBAおよび2重量%N−メタクリロイル化Gly−Glyペプチド(米国特許第5,037,883号に従って作製される)とエオシンY(光開始剤は、0.001〜0.1重量%のモノマー質量を表す)を組み合わせることによって調製した。オイル+界面活性剤相を、7.3重量%Igepal CO−210、9.4重量%Igepal CO−720、および83.3重量%シクロヘキサンを混合することによって調製した。3グラム(3g)の水相を、激しく攪拌しながら、30gのオイル+界面活性剤相に加え、逆ミクロエマルジョンの形成を得た。逆ミクロエマルジョンは、シクロヘキサンの連続相中に分散した水相の界面活性剤安定化ナノ液滴を含む。逆ミクロエマルジョンを、100mL Schlenk管に移し、そして冷やした混合物で手短に減圧に引っ張ることによって脱気した。Schlenk管の内容物を攪拌し、そしてUV光源で、1時間照射して、構築ブロックを重合した。一旦、重合が完了すると、ナノ物品を、純粋なエタノールを直接溶液に添加することによって沈殿させ、そして遠心分離によって反応混合物から単離した。ナノ物品を含むペレットを、脱イオン水で再懸濁した。残りの界面活性剤および溶媒を、標準的な技術(固相抽出)によって除去した。この時点で、ナノ物品の水溶液を濾過し、そして生成物を凍結乾燥粉末として単離した。
(Example 12: Scaffold containing short N-methacryloylated peptide)
The aqueous phase was composed of 82 wt% buffer, 14 wt% IMMA, 2 wt% CIBA and 2 wt% N-methacryloylated Gly-Gly peptide (made according to US Pat. No. 5,037,883) and eosin Y ( The photoinitiator was prepared by combining 0.001-0.1 wt% monomer mass). The oil + surfactant phase was prepared by mixing 7.3 wt% Igepal CO-210, 9.4 wt% Igepal CO-720, and 83.3% wt cyclohexane. 3 grams (3 g) of the aqueous phase was added to 30 g of oil + surfactant phase with vigorous stirring, resulting in the formation of a reverse microemulsion. The inverse microemulsion comprises aqueous phase surfactant-stabilized nanodroplets dispersed in a continuous phase of cyclohexane. The inverse microemulsion was transferred to a 100 mL Schlenk tube and degassed by briefly pulling a vacuum with the chilled mixture. The contents of the Schlenk tube were agitated and irradiated with a UV light source for 1 hour to polymerize the building blocks. Once the polymerization was complete, the nanoarticles were precipitated by adding pure ethanol directly to the solution and isolated from the reaction mixture by centrifugation. The pellet containing the nanoarticle was resuspended with deionized water. The remaining surfactant and solvent were removed by standard techniques (solid phase extraction). At this point, the aqueous solution of nanoarticles was filtered and the product was isolated as a lyophilized powder.

(実施例13:酸化イヌリンとビスアミノオキシ化合物との反応による足場形成)
水相を、85重量%水および15重量%イヌリンと一緒に混合することによって、調製した。オイル+界面活性剤相を、Igepal CO−210、Igepal CO−720およびシクロヘキサンを1.0:1.3:9.0の重量比で混合することによって調製した。3グラム(3g)の水相を、40gのオイル+界面活性剤相と混合し、逆ミクロエマルジョンの形成を得た。1gの過ヨウ素酸ナトリウム水溶液を混合物に添加した。インサイチュ酸化を、約10分間進行させた。次いで、ビス[(2−アミノ−オキシ)エチルアミド]−(1,3−)プロパンの水性メタノール混合物(50/50容積)中の濃縮溶液(少なくとも1g/ml)を、ミクロエマルジョンに添加し、一晩反応させた。酸化イヌリンのアルデヒド官能基を用いる、ビス[(2−アミノ−オキシ)エチルアミド]−(1,3)プロパンの架橋によって得られた生じたナノ物品を、エタノールの存在下での沈殿および遠心分離によって単離し、そして透析によって過剰の未反応試薬から精製した。
(Example 13: Scaffold formation by reaction of oxidized inulin and bisaminooxy compound)
The aqueous phase was prepared by mixing with 85 wt% water and 15 wt% inulin. The oil + surfactant phase was prepared by mixing Igepal CO-210, Igepal CO-720 and cyclohexane in a weight ratio of 1.0: 1.3: 9.0. 3 grams (3 g) of the aqueous phase was mixed with 40 g of oil + surfactant phase resulting in the formation of an inverse microemulsion. 1 g of aqueous sodium periodate was added to the mixture. In situ oxidation was allowed to proceed for about 10 minutes. A concentrated solution (at least 1 g / ml) in an aqueous methanol mixture (50/50 vol) of bis [(2-amino-oxy) ethylamide]-(1,3-) propane was then added to the microemulsion and Reacted overnight. The resulting nanoarticles obtained by cross-linking of bis [(2-amino-oxy) ethylamide]-(1,3) propane using the aldehyde functionality of oxidized inulin are precipitated by precipitation and centrifugation in the presence of ethanol. Isolated and purified from excess unreacted reagent by dialysis.

(実施例14:酸化デキストランとカルボヒドラジドとの反応による足場形成)
水相を、90重量%水および10重量%デキストランと混合することによって、調製した。オイル+界面活性剤相を、Igepal CO−210、Igepal CO−720およびシクロヘキサンを1.0:1.3:9.0の重量比で混合することによって調製した。3グラム(3g)の水相を、40gのオイル+界面活性剤相と混合し、逆ミクロエマルジョンの形成を得た。グルコースモノマー単位(デキストラン由来)当たり最大1当量の過ヨウ素酸塩であるように、1gの過ヨウ素酸ナトリウム水溶液を混合物に添加した。インサイチュ酸化を、5〜20分間進行させた。次いで、緩衝溶液中のカルボヒドラジド(50〜250mM、pH8〜9)の濃縮溶液(少なくとも1g/ml)を、ミクロエマルジョンに添加し、一晩4℃で反応させた。酸化デキストランのアルデヒド官能基を用いる、カルボヒドラジドの架橋によって得られた生じたナノ物品を、エタノールの存在下での沈殿および遠心分離によって単離し、そして透析によって過剰の未反応試薬から精製した。
(Example 14: Scaffold formation by reaction of oxidized dextran and carbohydrazide)
The aqueous phase was prepared by mixing with 90 wt% water and 10 wt% dextran. The oil + surfactant phase was prepared by mixing Igepal CO-210, Igepal CO-720 and cyclohexane in a weight ratio of 1.0: 1.3: 9.0. 3 grams (3 g) of the aqueous phase was mixed with 40 g of oil + surfactant phase resulting in the formation of an inverse microemulsion. 1 g of sodium periodate aqueous solution was added to the mixture so that there was a maximum of 1 equivalent periodate per glucose monomer unit (from dextran). In situ oxidation was allowed to proceed for 5-20 minutes. A concentrated solution (at least 1 g / ml) of carbohydrazide (50-250 mM, pH 8-9) in buffer solution was then added to the microemulsion and allowed to react overnight at 4 ° C. The resulting nanoarticles obtained by cross-linking of carbohydrazide using the aldehyde functional group of oxidized dextran were isolated by precipitation in the presence of ethanol and centrifugation and purified from excess unreacted reagent by dialysis.

(実施例15:酸化イヌリンとビスヒドラジンオキシ化合物との反応による足場形成)
水相を、85重量%水および15重量%イヌリンと一緒に混合することによって、調製した。2グラム(2g)のこの水相を、シクロヘキサン中の8.5重量%Igepal CO−520から構成される30gのオイル+界面活性剤相と混合した。グルコースモノマー単位(イヌリン由来)当たり最大1当量の過ヨウ素酸塩であるように、1gの水中の過ヨウ素酸溶液を混合物に添加した。インサイチュ酸化を、約10分間進行させた。コハク酸ジヒドラジンの水性メタノール混合物(50/50容積)中の濃縮溶液を、ミクロエマルジョンに添加し、3時間反応させ、アルデヒド官能基を用いてアミノオキシ部分を架橋させた。得られたナノ物品を沈殿によって精製し、そして過剰のコハク酸ジヒドラジンの存在下で水溶液中に再懸濁させた。コハク酸ジヒドラジンの(ナノ物品上の残りのアルデヒドとの)反応を12時間進行させた。
(Example 15: Scaffold formation by reaction of oxidized inulin and bishydrazineoxy compound)
The aqueous phase was prepared by mixing with 85 wt% water and 15 wt% inulin. Two grams (2 g) of this aqueous phase was mixed with 30 g of oil + surfactant phase composed of 8.5 wt% Igepal CO-520 in cyclohexane. Periodic acid solution in 1 g of water was added to the mixture so that there was a maximum of 1 equivalent periodate per glucose monomer unit (derived from inulin). In situ oxidation was allowed to proceed for about 10 minutes. A concentrated solution of dihydrazine succinate in an aqueous methanol mixture (50/50 vol) was added to the microemulsion and allowed to react for 3 hours to crosslink the aminooxy moiety using aldehyde functional groups. The resulting nano article was purified by precipitation and resuspended in an aqueous solution in the presence of excess dihydrazine succinate. The reaction of dihydrazine succinate (with the remaining aldehyde on the nanoarticle) was allowed to proceed for 12 hours.

(実施例16:アミド連結を介するドキソルビシン(Dox)結合)
ドキソルビシン(120mg)を、15.0mL水中に完全に溶解し、そして15.0mLのHEPES緩衝液(pH7.5(0.20M))を添加した。10.0mL HEPES緩衝液(pH7.5(0.20M))中に溶解させた実施例8(1.0g)のナノ物品の溶液に、10.0mLの水を添加した。この溶液に、160mgのN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)および50mg 1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC)を連続して添加した。EDC添加の20分後、7.5mLのドキソルビシン溶液を添加した。第2の50mgのアリコートEDCを添加し、続いて、20分遅らせて、第2の量のドキソルビシンを添加した。さらに0.5時間の反応間隔の後に、添加/遅延サイクルを、ドキソルビシン溶液全体が添加されるように、さらに2回繰り返した。次いで、この反応混合物を24時間攪拌した。未反応の出発物質および副生成物を、HiPrep 26/10脱塩カラムを通過させることによってDox−ナノ物品生成物から分離し、そのナノ物品を凍結乾燥によって乾燥固体として単離した。得られた物品のDox装填は、約6〜8重量%であった。ナノ物品のドキソルビシン含有量を、添加の間、少量のこの物質を使用することによって、または反応サイクルの合計数を減少させることによって、変更され得る。
Example 16: Doxorubicin (Dox) Binding via Amide Linkage
Doxorubicin (120 mg) was completely dissolved in 15.0 mL water and 15.0 mL HEPES buffer (pH 7.5 (0.20 M)) was added. To a solution of the nanoarticle of Example 8 (1.0 g) dissolved in 10.0 mL HEPES buffer (pH 7.5 (0.20 M)), 10.0 mL of water was added. To this solution was added 160 mg N-hydroxysuccinimide (NHS) and 50 mg 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) successively. Twenty minutes after EDC addition, 7.5 mL of doxorubicin solution was added. A second 50 mg aliquot of EDC was added followed by a second amount of doxorubicin, delayed by 20 minutes. After an additional 0.5 hour reaction interval, the addition / delay cycle was repeated two more times so that the entire doxorubicin solution was added. The reaction mixture was then stirred for 24 hours. Unreacted starting materials and by-products were separated from the Dox-nanoarticle product by passing through a HiPrep 26/10 desalting column and the nanoarticle was isolated as a dry solid by lyophilization. The Dox loading of the resulting article was about 6-8% by weight. The doxorubicin content of the nanoarticle can be altered by using a small amount of this material during the addition or by reducing the total number of reaction cycles.

(実施例17:ヒドラゾン連結によるドキソルビシン結合(高充填))
実施例9由来の1.0gの物質を、40mLの0.1Mギ酸アンモニウム(pH8.5)中に溶解し、そして過剰のカルボヒドラジド(開始物質における各ジアセトンアクリルアミドに対して100当量のカルボヒドラジド)の濃縮溶液に添加した。反応を12時間4℃で進行させた。このようにして、ヒドラゾン結合を、カルボヒドラジドとナノ物品のケトン部分との間に形成した。反応混合物を、透析またはサイズ排除クロマトグラフィーを使用して過剰のカルボヒドラジドから精製した。
(Example 17: doxorubicin binding by hydrazone ligation (high filling))
1.0 g of material from Example 9 is dissolved in 40 mL of 0.1 M ammonium formate (pH 8.5) and excess carbohydrazide (100 equivalents of carbohydrazide for each diacetone acrylamide in the starting material). To the concentrated solution. The reaction was allowed to proceed for 12 hours at 4 ° C. In this way, a hydrazone bond was formed between the carbohydrazide and the ketone portion of the nanoarticle. The reaction mixture was purified from excess carbohydrazide using dialysis or size exclusion chromatography.

200mgのドキソルビシン(100mL水中に希釈された)を、ギ酸アンモニウムによって緩衝化された水中のカルボヒドラジド官能基化足場に添加した。反応を18〜24時間4℃で進行させた。このようにして、ヒドラゾン結合を、ドキソルビシンのケトン部分とナノ物品に連結されたカルボヒドラジドとの間に形成した。次いで、共有結合されたドキソルビシンを有する生じたナノ物品を、透析またはサイズ排除クロマトグラフィーを使用して、未反応ドキソルビシンおよび副生成物から精製した。   200 mg of doxorubicin (diluted in 100 mL water) was added to the carbohydrazide functionalized scaffold in water buffered with ammonium formate. The reaction was allowed to proceed for 18-24 hours at 4 ° C. In this way, a hydrazone bond was formed between the ketone moiety of doxorubicin and the carbohydrazide linked to the nanoarticle. The resulting nanoarticle with covalently bound doxorubicin was then purified from unreacted doxorubicin and by-products using dialysis or size exclusion chromatography.

(実施例18:ヒドラゾン連結によるドキソルビシン結合(低充填))
実施例9由来の1.0gの物質を、40mLの0.1Mホウ酸カリウム(pH8)中に溶解し、そして過剰のカルボヒドラジド(開始物質における各ジアセトンアクリルアミドに対して10当量のカルボヒドラジド)の濃縮溶液に添加した。反応を1時間進行させた。反応混合物を、透析またはサイズ排除クロマトグラフィーを使用して過剰のカルボヒドラジドから精製した。このようにしてヒドラゾン結合を、カルボヒドラジドとナノ物品のケトン部分との間に形成した。
(Example 18: Doxorubicin binding by hydrazone ligation (low filling))
1.0 g of material from Example 9 is dissolved in 40 mL of 0.1 M potassium borate (pH 8) and excess carbohydrazide (10 equivalents of carbohydrazide for each diacetone acrylamide in the starting material). To the concentrated solution. The reaction was allowed to proceed for 1 hour. The reaction mixture was purified from excess carbohydrazide using dialysis or size exclusion chromatography. In this way, a hydrazone bond was formed between the carbohydrazide and the ketone portion of the nanoarticle.

50mgのドキソルビシン(20mL水中に希釈された)を、ギ酸アンモニウムによって緩衝化された水中のカルボヒドラジド官能基化ナノ物品に添加した。反応を1〜6時間進行させた。このようにして、ヒドラゾン結合を、ドキソルビシンのケトン部分とナノ物品に連結されたカルボヒドラジドとの間に形成した。次いで、共有結合されたドキソルビシンを有する生じたナノ物品を、透析またはサイズ排除クロマトグラフィーを使用して、未反応ドキソルビシンおよび副生成物から精製した。   50 mg of doxorubicin (diluted in 20 mL water) was added to the carbohydrazide functionalized nanoarticle in water buffered with ammonium formate. The reaction was allowed to proceed for 1-6 hours. In this way, a hydrazone bond was formed between the ketone moiety of doxorubicin and the carbohydrazide linked to the nanoarticle. The resulting nanoarticle with covalently bound doxorubicin was then purified from unreacted doxorubicin and by-products using dialysis or size exclusion chromatography.

(実施例19:アミド結合によるシクロスポリン結合)
シクロスポリンを、ベンゼン中で、1〜2のモル比で4−ベンゾイル安息香酸(BBa)と混合した。この溶液を、窒素ガスでパージし、そして室温で、320nmの波長で光分解した(米国特許第5,405,785号)。光分解後、ベンゼンを減圧下でロータリーエバポレーターでエバポレートし、そして乾燥生成物をメタノール中で溶解した。生成物を分取用HPLCによって単離した。次いで、シクロスポリン−BBaを、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)およびジシクロヘキシルカルボジイミド(約1〜1.2対1のモル比)のメタノール溶液に添加した。反応を室温で一晩進行させた。活性化エステルの形成を、中性Fe−ヒドロキサメート試験を用いて検出し得る。シクロスポリン−BBa−NHSを、EDCカップリングを用いて、アミン部分(その製造は、実施例13に記載される)から構成されるナノ物品足場に結合させ得る。
(Example 19: Cyclosporine bond by amide bond)
Cyclosporine was mixed with 4-benzoylbenzoic acid (BBa) in benzene at a molar ratio of 1-2. This solution was purged with nitrogen gas and photolyzed at room temperature at a wavelength of 320 nm (US Pat. No. 5,405,785). After photolysis, benzene was evaporated on a rotary evaporator under reduced pressure and the dried product was dissolved in methanol. The product was isolated by preparative HPLC. Cyclosporine-BBa was then added to a methanol solution of N-hydroxysuccinimide (NHS) and dicyclohexylcarbodiimide (approximately 1 to 1.2 to 1 molar ratio). The reaction was allowed to proceed overnight at room temperature. The formation of activated esters can be detected using a neutral Fe-hydroxamate test. Cyclosporine-BBa-NHS can be attached to a nanoarticle scaffold composed of an amine moiety (the preparation of which is described in Example 13) using EDC coupling.

(実施例20:デキサメタゾン結合)
ヒドラゾン結合を介するカリチアマイシン(calicheamicin)結合)
カリチアマイシン誘導体(N−アセチル−γカリチアマイシンジメチルヒドラジド)の合成は、以前に報告されている(Upeslacis J.ら、Cancer Res.,1993,53,3336−3342)。1.0gのIMMA−CiBA−DAA足場ナノ物品を、40mLの0.1Mギ酸アンモニウム(pH8.5)中に溶解し、そして過剰のN−アセチル−γカリチアマイシンジメチルヒドラジド(開始物質における各ジアセトンアクリルアミドに対して100当量のN−アセチル−γカリチアマイシンジメチルヒドラジド)の濃縮溶液に添加した。反応を12時間4℃で進行させた。このようにして、ヒドラゾン結合を、N−アセチル−γカリチアマイシンジメチルヒドラジドとナノ物品のケトン部分との間に形成した。反応混合物を、26/10脱塩カラムを使用して過剰のN−アセチル−γカリチアマイシンジメチルヒドラジドから精製した。
(Example 20: Dexamethasone binding)
Caliciamycin binding via hydrazone binding)
The synthesis of the calithiamycin derivative (N-acetyl-γ carotimycin dimethyl hydrazide) has been reported previously (Upeslacis J. et al., Cancer Res., 1993, 53, 3336-3342). 1.0 g of IMMA-CiBA-DAA scaffold nanoarticle is dissolved in 40 mL of 0.1 M ammonium formate (pH 8.5) and excess N-acetyl-γ calicheamicin dimethyl hydrazide (each diester in the starting material). To a concentrated solution of 100 equivalents of N-acetyl-γ-calyciamycin dimethyl hydrazide to acetone acrylamide). The reaction was allowed to proceed for 12 hours at 4 ° C. In this way, a hydrazone bond was formed between N-acetyl-γ carotimycin dimethyl hydrazide and the ketone portion of the nanoarticle. The reaction mixture was purified from excess N-acetyl-gamma-calyciamycin dimethyl hydrazide using a 26/10 desalting column.

(実施例21:デキサメタゾン結合)
ナノ物品に対するデキサメタゾン結合は、グリシン官能基化リンカーによって可能である。リンカー化合物を、グリシン官能基化2−CITrityl樹脂(2002/2003 NovaBiochem Catalog,page2.16−2.17,CalBiochem−NovaBiochem Corp.,SanDiego,USA)によって、固相合成技術の使用によって調製する。グリシンリンカーの酸部分を、カルボジイミドを使用して、デキサメタゾンの21炭素ヒドロキシ基と反応させる。過剰のデキサメタゾンを使用して、グリシンリンカーの全ての酸基と反応させる。得られる化合物を1%トリフルオロ酢酸(TFA)を使用してアミンの部位で切断する。これは、酸(NaA)官能基化ナノ物品と結合体化され得る遊離アミンを生成する。この生成物は、HiPrep26/10脱塩カラム/サイズ排除クロマトグラフィーの使用によって精製される。次いで、エステル結合を、インビボで切断し、デキサメタゾンを放出する。
(Example 21: Dexamethasone binding)
Dexamethasone attachment to the nanoarticle is possible through a glycine functionalized linker. The linker compound is prepared by using glycine functionalized 2-CI Trityl resin (2002/2003 NovaBiochem Catalog, page 2.16-2.17, CalBiochem-NovaBiochem Corp., San Diego, USA). The acid portion of the glycine linker is reacted with the 21 carbon hydroxy group of dexamethasone using carbodiimide. Excess dexamethasone is used to react with all acid groups of the glycine linker. The resulting compound is cleaved at the amine site using 1% trifluoroacetic acid (TFA). This produces a free amine that can be conjugated with an acid (NaA) functionalized nanoarticle. The product is purified by use of HiPrep 26/10 desalting column / size exclusion chromatography. The ester bond is then cleaved in vivo to release dexamethasone.

(実施例22:ゲムシタビンの組込み)
実施例9のナノ物品(1.0g)(好ましくはDAAまたは酸化糖を含む)を、10.0mLのPBS緩衝液(pH7.2、0.2M)に溶解する。15.5mgのゲムシタビンをこのナノ物品溶液に加える(35℃)。1時間反応させ、その後、サイズ排除クロマトグラフィーによってナノ物品を単離する。このナノ物品水溶液を、この時点で凍結乾燥し得る。
(Example 22: Incorporation of gemcitabine)
The nanoarticle of Example 9 (1.0 g) (preferably containing DAA or oxidized sugar) is dissolved in 10.0 mL of PBS buffer (pH 7.2, 0.2 M). 15.5 mg of gemcitabine is added to the nanoarticle solution (35 ° C.). The reaction is allowed to proceed for 1 hour, after which the nano article is isolated by size exclusion chromatography. The aqueous nanoarticle can be lyophilized at this point.

(実施例23:メトトレキサートの結合)
メトトレキサート(100mg、0.22mmol)を、boc保護エタノールアミン(100mg、0.44mmol)、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)(91mg、0.44mmol)および4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)(36mg、0.293mmol)を加えたジメチルスルホキシド(DMSO)(10mL)に、0℃で溶解する。この反応混合物を、室温で一晩静置する。このN保護アミノエステルメトトレキサートを、0.1NのHClで洗浄し、乾燥し、そして減圧下でエバポレートして、固体生成物を得る。この生成物を塩化メチレンとTFAとの50:50の混合物中に溶解して、室温で3時間攪拌することによって、boc保護基を除去する。溶媒をエバポレートすると、脱保護アミノエステル誘導体が得られる(Minko T.ら,Cancer Chemother.Pharmacol.,2002,50,143−150)。
Example 23: Binding of methotrexate
Methotrexate (100 mg, 0.22 mmol) was added to boc protected ethanolamine (100 mg, 0.44 mmol), dicyclohexylcarbodiimide (DCC) (91 mg, 0.44 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (DMAP) (36 mg, 0.293 mmol). Dissolve in dimethyl sulfoxide (DMSO) (10 mL) at 0 ° C. The reaction mixture is left overnight at room temperature. The N-protected aminoester methotrexate is washed with 0.1N HCl, dried and evaporated under reduced pressure to give a solid product. The boc protecting group is removed by dissolving the product in a 50:50 mixture of methylene chloride and TFA and stirring at room temperature for 3 hours. Evaporating the solvent gives the deprotected amino ester derivative (Minko T. et al., Cancer Chemother. Pharmacol., 2002, 50, 143-150).

このアミノエステル誘導体の乾燥粉末(100mg)を、2mLのDMSOに完全に溶解する。10.0mLのHEPES緩衝液(pH7.5)に溶解した実施例8のナノ物品(1.0g)の溶液(0.20M)を、10.0mLの水に添加する。この溶液に、メトトレキサート溶液を添加し、次いで、160mgのN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)および50mgの1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC)を連続的に添加する。30分後、EDCの第2の50mgアリコートを添加する。さらに0.5時間の反応間隔の後、この添加/遅延サイクルを、さらに2回繰り返す。次いで、この反応混合物を24時間攪拌する。未反応の出発物質および副生成物を、HiPrep26/10脱塩カラムに通すことによって、メトトレキサート−ナノ物品生成物から単離し、このナノ物品を、凍結乾燥によって乾燥固体として単離する。   The aminoester derivative dry powder (100 mg) is completely dissolved in 2 mL DMSO. A solution (0.20 M) of the nanoarticle of Example 8 (1.0 g) dissolved in 10.0 mL HEPES buffer (pH 7.5) is added to 10.0 mL water. To this solution is added methotrexate solution and then 160 mg N-hydroxysuccinimide (NHS) and 50 mg 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) are added sequentially. After 30 minutes, a second 50 mg aliquot of EDC is added. After an additional 0.5 hour reaction interval, the addition / delay cycle is repeated two more times. The reaction mixture is then stirred for 24 hours. Unreacted starting materials and by-products are isolated from the methotrexate-nano article product by passing through a HiPrep 26/10 desalting column, and the nano article is isolated as a dry solid by lyophilization.

(実施例24:サリチル酸の結合)
400mgの無水コハク酸を、2.0gのIMMA(実施例1に従って調製した)と、ピリジン中で反応させて、インシュリンの糖繰り返し基3つあたり約1つのカルボン酸部分のレベルにし、そして実施例1に記載される方法に従って単離する。次いで、1.0gのこの酸修飾IMMA(AM−IMMA)を、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC、500mg)を使用して、DMF中のサリチル酸(300mg)と結合させる。この手順において、このAM−IMMAを、無水DMF(50mL)に溶解し、そしてDCCを添加する。4時間後、サリチル酸を添加し、そしてこの反応物を一晩攪拌する。翌日、この反応物を濾過し、そしてDMFを減圧下で除去する。粗物質を、水(50mL)に溶解し、再び濾過し、そして凍結乾燥の後、この生成物を単離する。次いで、このサリチル酸修飾SAM−IMMAを、未修飾のIMMAの代わりに、実施例8に記載の処方手順で使用して(合成手順および単離手順は変えない)、SAM−IMMA/CiBA/アクリル酸ナトリウムナノ物品骨格を生成する。
(Example 24: Binding of salicylic acid)
400 mg of succinic anhydride is reacted with 2.0 g of IMMA (prepared according to Example 1) in pyridine to a level of about 1 carboxylic acid moiety per 3 sugar repeats of insulin and Isolate according to the method described in 1. Then 1.0 g of this acid modified IMMA (AM-IMMA) is coupled with salicylic acid (300 mg) in DMF using 1,3-dicyclohexylcarbodiimide (DCC, 500 mg). In this procedure, the AM-IMMA is dissolved in anhydrous DMF (50 mL) and DCC is added. After 4 hours, salicylic acid is added and the reaction is stirred overnight. The next day, the reaction is filtered and the DMF is removed under reduced pressure. The crude material is dissolved in water (50 mL), filtered again, and the product is isolated after lyophilization. This salicylic acid modified SAM-IMMA is then used in place of the unmodified IMMA in the formulation procedure described in Example 8 (synthetic and isolation procedures are not changed) to give SAM-IMMA / CiBA / acrylic acid. Produce a sodium nanoarticle framework.

(実施例25:カンプトセシンの結合)
20−O−ペプチジル−カンプトセシン(120mg)(Farao M.ら(Molecular Cancer Therapeutics,2003,2,29−40)の手順に従って調製した)を、15mLのDMSOに溶解し、そして15.0mLのHEPES緩衝液(pH7.5、0.20M)を添加した。10.0mLのHEPES緩衝液(pH7.5)に溶解した実施例8に従って作製されたナノ物品(1.0g)(酸含有ナノ物品)の溶液(0.20M)に、10.0mLの水を添加した。この溶液に、160mgのN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)および50mgの1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC)を、連続して添加した。EDCの添加の20分後、7.5mLの20−O−ペプチジル−カンプトセシン溶液を添加した。EDCの第2の50mgアリコートを添加し、次いで、20分遅延させた後に、第2の量の20−O−ペプチジル−カンプトセシンを添加した。さらに0.5時間の反応間隔の後、添加/遅延サイクルをさらに2回繰り返し、その結果、20−O−ペプチジル−カンプトセシン溶液全ての添加を確実にした。次いで、この反応混合物を24時間攪拌した。未反応の出発物質および副生成物を、HiPrep26/10脱塩カラムに通すことによって、20−O−ペプチジル−カンプトセシンナノ物品生成物から分離し、そして凍結乾燥によって、このナノ物品を乾燥固体として単離した。
(Example 25: Binding of camptothecin)
20-O-peptidyl-camptothecin (120 mg) (prepared according to the procedure of Farao M. et al. (Molecular Cancer Therapeutics, 2003, 2, 29-40)) was dissolved in 15 mL DMSO and 15.0 mL HEPES buffer Solution (pH 7.5, 0.20 M) was added. To a solution (0.20M) of nanoarticle (1.0 g) (acid-containing nanoarticle) made according to Example 8 dissolved in 10.0 mL HEPES buffer (pH 7.5), 10.0 mL of water was added. Added. To this solution, 160 mg of N-hydroxysuccinimide (NHS) and 50 mg of 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC) were added sequentially. Twenty minutes after the addition of EDC, 7.5 mL of 20-O-peptidyl-camptothecin solution was added. A second 50 mg aliquot of EDC was added and then after a 20 minute delay, a second amount of 20-O-peptidyl-camptothecin was added. After an additional 0.5 hour reaction interval, the addition / delay cycle was repeated two more times, ensuring the addition of all 20-O-peptidyl-camptothecin solution. The reaction mixture was then stirred for 24 hours. Unreacted starting materials and by-products are separated from the 20-O-peptidyl-camptothecin nanoarticle product by passing through a HiPrep 26/10 desalting column and the nanoarticle is dried solid by lyophilization. As isolated.

(実施例26:マロネート含有ナノ物品とN,O錯化したcis−ジアミノ白金)
0.1Mの硝酸ナトリウム(pH7.4)中の実施例11に記載のナノ物品(1.0g)(80wt% 緩衝液、14wt% IMMA、6wt% MalAcおよびエオシンYから構成される)の溶液に、硝酸ナトリウム中のcis−ジアミンジアクア白金ジニトラートの50mMの溶液(26mL)を添加した。この反応を、室温で12時間進行させる。ニトラートの使用は、リガンド交換に有利である。最初に形成されるO,O−白金−マロネート錯体は、それ自体再配置して、より安定なO,N−マロネート錯体になり得る(この変換はPt NMRによって追跡され得る)。次いで、未反応の白金誘導体を、HiPrep26/10脱塩カラムに通すことによって、白金錯化ナノ物品生成物から分離する。凍結乾燥によって、このナノ物品を乾燥固体として単離する。
(Example 26: Malonate-containing nano article and N, O complexed cis-diaminoplatinum)
In a solution of the nano article (1.0 g) described in Example 11 (composed of 80 wt% buffer, 14 wt% IMMA, 6 wt% MalAc and eosin Y) in 0.1 M sodium nitrate (pH 7.4). A 50 mM solution of cis-diamine diaquaplatinum dinitrate in sodium nitrate (26 mL) was added. The reaction is allowed to proceed for 12 hours at room temperature. The use of nitrate is advantageous for ligand exchange. The initially formed O, O-platinum-malonate complex can rearrange itself to a more stable O, N-malonate complex (this transformation can be followed by Pt NMR). The unreacted platinum derivative is then separated from the platinum complexed nanoarticle product by passing through a HiPrep 26/10 desalting column. The nanoarticle is isolated as a dry solid by lyophilization.

(実施例27:CIBAのアミド部分および酸部分とN,O錯化したcis−ジアミノ−白金)
0.1Mの硝酸ナトリウム(pH7.4)中の1.0gのナノ物品(80wt% 緩衝液、14wt% IMMA、6wt% CiBAおよびエオシンYから構成される)の溶液に、硝酸ナトリウム中のcis−ジアミノジアクア白金ジニトラートの100mM溶液(18mL)を添加した。この反応を、室温で一晩進行させた。未反応の白金誘導体および錯化がゆるすぎる白金誘導体を、HiPrep26/10脱塩カラムに通すことによって、白金錯化ナノ物品生成物から分離した。凍結乾燥によって、このナノ物品を乾燥固体として単離した。
Example 27: cis-diamino-platinum complexed with amide and acid moieties of CIBA and N, O
To a solution of 1.0 g nanoarticle (composed of 80 wt% buffer, 14 wt% IMMA, 6 wt% CiBA and eosin Y) in 0.1 M sodium nitrate (pH 7.4), cis- A 100 mM solution (18 mL) of diaminodiaquaplatinum dinitrate was added. The reaction was allowed to proceed overnight at room temperature. Unreacted platinum derivatives and too complex platinum derivatives were separated from the platinum complexed nanoarticle product by passing through a HiPrep 26/10 desalting column. The nanoarticle was isolated as a dry solid by lyophilization.

(実施例28:標的化cis−プラチンナノ物品(標的化後の負荷)
実施例12に従って作製したナノ物品(82wt% 緩衝液、14wt% IMMA、2wt% CIBAおよび2wt% N−メタクリロイル化Gly−Glyペプチド(米国特許第5,037,883号に従って作製した)、ならびにエオシンYから構成される)を、実施例30に記載の手順に従って還元し(DTT還元)、PEG dBAで官能化し(実施例30)、そして実施例37に記載されるようにしてErbB−2リガンド(ブロモアセトアミド官能化環状F[CDGFYAC]YMDV)で標的化した。
Example 28: Targeted cis-platin nanoarticle (post-targeting load)
Nanoarticles made according to Example 12 (82 wt% buffer, 14 wt% IMMA, 2 wt% CIBA and 2 wt% N-methacryloylated Gly-Gly peptide (made according to US Pat. No. 5,037,883), and eosin Y Is prepared according to the procedure described in Example 30 (DTT reduction), functionalized with PEG dBA (Example 30), and ErbB-2 ligand (bromo) as described in Example 37. Targeted with acetamide functionalized cyclic F [CDGFYAC] YMDV).

0.1Mの硝酸ナトリウム(pH7.4)中のこれらのナノ物品(1.0g)の溶液に、硝酸ナトリウム中のcis−ジアミンジアクア白金ジニトラートの100mM溶液(18mL)を添加した。この反応を、室温で一晩進行させた。未反応の白金誘導体および錯化がゆるすぎる白金誘導体を、HiPrep26/10脱塩カラムに通すことによって、白金錯化ナノ物品生成物から分離した。凍結乾燥によって、このナノ物品を単離した。   To a solution of these nanoarticles (1.0 g) in 0.1 M sodium nitrate (pH 7.4) was added a 100 mM solution of cis-diamine diaquaplatinum dinitrate (18 mL) in sodium nitrate. The reaction was allowed to proceed overnight at room temperature. Unreacted platinum derivatives and too complex platinum derivatives were separated from the platinum complexed nanoarticle product by passing through a HiPrep 26/10 desalting column. The nanoarticle was isolated by lyophilization.

(実施例29:5−フルオロウラシル(5FU)の結合)
Boc−保護グリシンのクロロメチルエステルを、Taylorら(Taylor H.E.,Sloan K.B.Journal of Pharmaceutical Sciences,1998,87,15)の方法に従って、5FUに結合する。トリフルオロ酢酸(ATF)で脱保護し、過剰なTFAを減圧下で除去した後、アミン官能化5FU(Boc保護出発物質198mgから作製した)を、カルボン酸含有ナノ物品への結合のために直ちに使用する。この物質を、15.0mLの水に完全に溶解し、そして15.0mLのHEPES緩衝液(pH7.5、0.20M、15.0mL)を添加する。10.0mLのHEPES緩衝液(pH7.5)に溶解した実施例8のナノ物品の溶液(0.20M)に、10.0mLの水を添加する。この溶液に、160mgのN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)および50mgの1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC)を連続的に添加する。EDCの添加の20分後、7.5mLのアミン官能化5FU溶液を添加した。得られた溶液を、0.5時間穏やかに攪拌する。EDCの第2の50mgアリコートを添加し、次いで、20分遅延させた後に、第2の量の誘導体化5FUを添加する。さらに0.5時間の反応間隔の後、この添加/遅延サイクルを、さらに2回繰り返し、その結果、誘導体化5FU溶液全ての添加を確実にする。次いで、この反応混合物を、24時間攪拌する。未反応の出発物質および副生成物を、HiPrep26/10脱塩カラムに通すことによって、ナノ物品生成物から分離し、そして凍結乾燥によってこのナノ物品を乾燥固体として単離する。
Example 29: Binding of 5-fluorouracil (5FU)
The chloromethyl ester of Boc-protected glycine is coupled to 5FU according to the method of Taylor et al. (Taylor HE, Sloan KB Journal of Pharmaceutical Sciences, 1998, 87, 15). After deprotection with trifluoroacetic acid (ATF) and removal of excess TFA under reduced pressure, amine functionalized 5FU (made from 198 mg of Boc-protected starting material) was immediately added for attachment to carboxylic acid-containing nanoarticles. use. This material is completely dissolved in 15.0 mL water and 15.0 mL HEPES buffer (pH 7.5, 0.20 M, 15.0 mL) is added. To a solution of the nanoarticle of Example 8 (0.20 M) dissolved in 10.0 mL HEPES buffer (pH 7.5), 10.0 mL of water is added. To this solution is added successively 160 mg N-hydroxysuccinimide (NHS) and 50 mg 1- (3-dimethylaminopropyl) -3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC). Twenty minutes after the addition of EDC, 7.5 mL of amine functionalized 5FU solution was added. The resulting solution is gently stirred for 0.5 hours. A second 50 mg aliquot of EDC is added followed by a second amount of derivatized 5FU after a 20 minute delay. After an additional 0.5 hour reaction interval, this addition / delay cycle is repeated two more times, thus ensuring the addition of all derivatized 5FU solution. The reaction mixture is then stirred for 24 hours. Unreacted starting material and by-products are separated from the nanoarticle product by passing through a HiPrep 26/10 desalting column and the nanoarticle is isolated as a dry solid by lyophilization.

(実施例30:リンカーの結合)
実施例16に記載のドキソルビシン負荷物品(400mg)を、0.5mLのリン酸緩衝液(pH=7.2,0.10M、0.15MのNaClを含む、この緩衝液はしばしば、PBSと称される)に溶解した。この溶液に、ジチオトレイトール(DTT、198mg)を添加し、そしてその還元反応物を、2.0時間穏やかに攪拌した。得られた物品を、100mMのリン酸緩衝液(pH=8.0)を溶離溶媒として使用するHiPrep26/10脱塩カラムを取り付けた高速液体クロマトグラフィー(FPLC)システムを使用することによって、他の物質から分離した。PEG−1500 dBA(2.59g)を50mLバイアルに測り取った。新たに精製したナノ物品溶液を、このPEG−1500 dBAに添加し、そしてこのPEG結合反応物を室温で2時間、アルミニウム箔下で穏やかに攪拌した。次いで、このナノ物品を、先に記載された同じFPLC配置を使用して、反応混合物の他の成分から分離した。ナノ物品を含むプールした画分を、以下の実施例に記載される次の手順(ここで、特異的標的化エレメントが結合する)に使用した。
(Example 30: Linker binding)
A doxorubicin-loaded article (400 mg) as described in Example 16 is added to 0.5 mL of phosphate buffer (pH = 7.2, 0.10 M, 0.15 M NaCl, this buffer is often referred to as PBS. Dissolved). To this solution was added dithiothreitol (DTT, 198 mg) and the reduction reaction was gently stirred for 2.0 hours. The resulting article was analyzed by using a high performance liquid chromatography (FPLC) system fitted with a HiPrep 26/10 desalting column using 100 mM phosphate buffer (pH = 8.0) as the eluting solvent. Separated from material. PEG-1500 dBA (2.59 g) was weighed into a 50 mL vial. The freshly purified nanoarticle solution was added to the PEG-1500 dBA and the PEG coupling reaction was gently stirred under aluminum foil for 2 hours at room temperature. The nanoarticle was then separated from the other components of the reaction mixture using the same FPLC configuration described above. The pooled fractions containing the nanoarticles were used for the next procedure described here in which the specific targeting element binds.

(実施例31:BMPEOの結合)
実施例16に記載のドキソルビシン負荷物品(400mg)を、PBSに溶解した。この溶液に、ジチオトレイトール(DTT、198mg)を添加し、そしてこの還元反応物を、2.0時間穏やかに攪拌した。この物品を、溶離溶媒としてPBSを使用するHiPrep26/10脱塩カラムを取り付けたFPLCを使用することによって、他の物質から分離した。ホモ二官能性架橋剤1,11−ビス−マレイミドテトラエチレングリコール(BMPEO、379mg)を、ナノ物品を含むプールしたFPLC画分に添加した。この反応を、攪拌しながら、室温で2時間進行させた。次いで、未反応のリンカーを、先に記載された同じFPLCを使用して、ナノ物品から除去した。これらの物質を、PEG−dBA官能化物品と類似の様式で使用する。
(Example 31: Binding of BMPEO 4 )
The doxorubicin-loaded article (400 mg) described in Example 16 was dissolved in PBS. To this solution was added dithiothreitol (DTT, 198 mg) and the reduction reaction was gently stirred for 2.0 hours. This article was separated from other materials by using FPLC fitted with a HiPrep 26/10 desalting column using PBS as the eluting solvent. Homobifunctional crosslinker 1,11-bis-maleimidotetraethylene glycol (BMPEO 4 , 379 mg) was added to the pooled FPLC fraction containing the nanoarticles. The reaction was allowed to proceed for 2 hours at room temperature with stirring. Unreacted linker was then removed from the nanoarticle using the same FPLC described above. These materials are used in a manner similar to PEG-dBA functionalized articles.

(実施例32:Dox負荷物品へのerbB1リガンドの結合)
ジスルフィド架橋環状ペプチド:
Example 32: Binding of erbB1 ligand to Dox loaded article
Disulfide bridged cyclic peptides:

Figure 2005535604
(174mg)を、実施例16に記載されるナノ物品を含むFPLCから溶離されたプールされた画分に添加した。この反応物を、アルミニウム箔下で、2時間、穏やかに攪拌した。この反応混合物中の他の成分からのナノ物品の分離を、溶媒として脱イオン水を使用するHiPrep26/10脱塩カラムを取り付けたFPLCを使用することによって達成した。凍結乾燥によって、ナノ物品生成物を単離し得る。
Figure 2005535604
(174 mg) was added to the pooled fraction eluted from the FPLC containing the nanoarticle described in Example 16. The reaction was gently stirred for 2 hours under aluminum foil. Separation of the nanoarticles from other components in the reaction mixture was achieved by using FPLC fitted with a HiPrep 26/10 desalting column using deionized water as solvent. The nanoarticle product can be isolated by lyophilization.

(実施例33:Dox−負荷物品へのerbB2リガンドの結合)
ジスルフィド架橋環状ペプチド:
Example 33: Binding of erbB2 ligand to Dox-loaded article
Disulfide bridged cyclic peptides:

Figure 2005535604
(記号dFは、フェニルアラニンのD異性体を表わし、そしてdYはチロシンのD異性体を表わす、162mg)を、実施例16に記載されるナノ物品を含むFPLCから溶離されたプールされた画分に添加した。この反応物を、アルミニウム箔下で、2時間穏やかに攪拌した。この反応混合物中の他の成分からのナノ物品の分離を、溶媒として脱イオン水を使用するHiPrep26/10脱塩カラムと取り付けたFPLCを使用することによって達成した。凍結乾燥によって、このナノ物品生成物を単離し得る。
Figure 2005535604
(The symbol dF represents the D isomer of phenylalanine and dY represents the D isomer of tyrosine, 162 mg) in the pooled fraction eluted from the FPLC containing the nanoarticle described in Example 16. Added. The reaction was gently stirred for 2 hours under aluminum foil. Separation of the nanoarticles from other components in the reaction mixture was accomplished by using an FPLC attached with a HiPrep 26/10 desalting column using deionized water as the solvent. The nanoarticle product can be isolated by lyophilization.

(実施例34:Cox負荷物品へのVEGFR2リガンドの結合)
ペプチドATWLPPRC(120mg)を、実施例16で記載されるナノ物品を含むFPLCから溶離したプールされた画分に添加した。この反応物を、アルミニウム箔下で、2時間穏やかに攪拌した。この反応混合物中の他の成分からのナノ物品の分離を、溶媒として脱イオン水を使用するHiPrep26/10脱塩カラムと取り付けたFPLCを使用することによって達成した。凍結乾燥によって、このナノ物品生成物を単離し得る。
Example 34: Binding of VEGFR2 ligand to Cox loaded article
The peptide ATWLPPRC (120 mg) was added to the pooled fraction eluted from the FPLC containing the nanoarticle described in Example 16. The reaction was gently stirred for 2 hours under aluminum foil. Separation of the nanoarticles from other components in the reaction mixture was accomplished by using an FPLC attached with a HiPrep 26/10 desalting column using deionized water as the solvent. The nanoarticle product can be isolated by lyophilization.

(実施例35:PEG dBA官能化物品へのRGDの結合)
環状RGDペプチド(HAP3C、RGDdFC、またはFW 576)(62mg)を、結合PEG400dBAリンカーテザーを有するドキソルビシン含有ナノ物品(355mg)(実施例30の手順に従って、PEG400dBAを用いて実施例17のDox物品を官能化することによって調製した)を含む溶液に、PBS(pH8)中10mg/mLで添加した。この反応を2時間進行させ、その後、13mgのシステインを添加した。システインとの反応を1時間進行させ、その後、このナノ物品を、溶離液として揮発性緩衝液(pH7〜9)を用いるFPLCによって精製して、PEG400dBA鎖を介して結合したPGDを有するドキソルビシン含有ナノ物品を得た。このナノ物品を凍結乾燥した。
Example 35: RGD attachment to PEG dBA functionalized articles
Cyclic RGD peptide (HAP3C, RGDdFC, or FW 576) (62 mg) was added to doxorubicin-containing nanoarticle (355 mg) with conjugated PEG 400 dBA linker tether (Example 400 using PEG 400 dBA according to the procedure of Example 30). To the solution containing (prepared by functionalizing the Dox article) at 10 mg / mL in PBS (pH 8). The reaction was allowed to proceed for 2 hours, after which 13 mg cysteine was added. The reaction with cysteine is allowed to proceed for 1 hour, after which the nanoarticle is purified by FPLC using volatile buffer (pH 7-9) as eluent to have doxorubicin with PGD attached via PEG 400 dBA chain A containing nano article was obtained. The nanoarticle was lyophilized.

(実施例36:PEG dBA官能化物質へのerbB1リガンドの結合)
N末端にシステインを有する100mgの環状ErB1ペプチド(CYCPIWKFPDEECY)を、PEG400dBAリンカーテザー(tether)が結合した300mgのドキソルビシン含有ナノ物品(nanoarticle)(実施例30の手順に従って、実施例17のDox−物質をPEG400dBAで官能化することによって調製した)を5mg/mLでPBS(pH8)中に含有する溶液に加えた。反応を4時間行い、その後、11mgのシステインを添加した。システインとの反応を1時間行い、その後、ナノ物品をFPLCで精製し、PEG400dBA鎖を介してErb1が結合したドキソルビシン含有ナノ物品を得た。
Example 36: Binding of erbB1 ligand to PEG dBA functionalized material
100 mg of cyclic ErB1 peptide with cysteine at the N-terminus (CYCPIWKFPDECYY) was added to 300 mg of doxorubicin-containing nanoarticle conjugated with PEG 400 dBA linker tether (Dox- of Example 17 according to the procedure of Example 30) The material was prepared by functionalizing with PEG 400 dBA) at 5 mg / mL to a solution containing in PBS (pH 8). The reaction was carried out for 4 hours, after which 11 mg cysteine was added. Reaction with cysteine was performed for 1 hour, and then the nano article was purified by FPLC to obtain a doxorubicin-containing nano article having Erb1 bound thereto via a PEG 400 dBA chain.

(実施例37:PEG dBA官能化物質へのerbB2リガンドの結合)
N末端にシステインを有する50mgの環状ErB1ペプチド(CdFCDGFdYACYMDV)を、水中に事前に溶解し、そしてPEG400dBAリンカーテザーが結合した300mgのドキソルビシン含有ナノ物品(実施例30の手順に従って、実施例17のDox−物質をPEG400dBAで官能化することによって調製した)を終濃度2.5mg/mLでPBS(pH8)中に含有する溶液に加えた。反応を4時間行い、その後、11mgのシステインを添加した。反応を2時間行い、その後、ナノ物品をFPLCで精製し、PEG400dBA 鎖を介してErb2が結合したドキソルビシン含有ナノ物品を得た。
Example 37: Conjugation of erbB2 ligand to PEG dBA functionalized material
50 mg of cyclic ErB1 peptide (CdFCDGFdYACYMDV) with cysteine at the N-terminus was pre-dissolved in water and 300 mg of doxorubicin-containing nanoarticle conjugated with PEG 400 dBA linker tether (according to the procedure of Example 30). Dox-material was prepared by functionalizing with PEG 400 dBA) at a final concentration of 2.5 mg / mL to a solution containing in PBS (pH 8). The reaction was carried out for 4 hours, after which 11 mg cysteine was added. The reaction was performed for 2 hours, and then the nano article was purified by FPLC to obtain a doxorubicin-containing nano article having Erb2 bound thereto via a PEG 400 dBA chain.

(実施例38:PEG dBA官能化物質へのVEGFR−2リガンドの結合)
システイン末端終末化VEGFR−2ペプチド(ATWLPPRC)(100 mg)を、355mgの、PEG400dBAリンカーテザーが結合したドキソルビシン含有ナノ物品(実施例30の手順に従って、実施例17のDox−物質をPEG400dBAをで官能化することによって調製した)を10mg/mLでPBS(pH8)中に含有する溶液に加えた。反応を2時間行い、その後、13mgのシステインを添加した。反応を1時間行い、その後、ナノ物品をFPLCで精製し、PEG400dBA鎖を介してVEGFR−2が結合したドキソルビシン含有ナノ物品を得た。
Example 38: Binding of VEGFR-2 ligand to PEG dBA functionalized material
Cysteine-terminated VEGFR-2 peptide (ATWLPPRC) (100 mg) was added to 355 mg of doxorubicin-containing nanoarticle conjugated with PEG 400 dBA linker tether (Example 17 Dox-substance was converted to PEG 400 according to the procedure of Example 30). (prepared by functionalizing with dBA) was added at 10 mg / mL to a solution containing in PBS (pH 8). The reaction was run for 2 hours, after which 13 mg cysteine was added. The reaction was carried out for 1 hour, and then the nano article was purified by FPLC to obtain a doxorubicin-containing nano article having VEGFR-2 bound thereto via a PEG 400 dBA chain.

(実施例39:マウスにおけるヒドロゲル骨格の耐容性)
14% IMMAおよび1重量% DAAの骨格ナノ物品を、CiBAの付加を省いて実施例9の手順に従って調製した。
Example 39 Tolerability of Hydrogel Skeleton in Mice
A framework nanoarticle of 14% IMMA and 1 wt% DAA was prepared according to the procedure of Example 9 omitting the addition of CiBA.

実験開始の前に、9匹の雌SCID/Rag 2Mマウス(9週齢、体重18〜22g)を、無作為に3匹ずつ3つの群に分配した。物質を、生理食塩水中で可溶化し、そしてマウスの尾静脈内に静脈内注射した。100 mg/kg、200mg/kgおよび400mg/kgでのナノ物品の静脈内投与は、毒性の急性の兆候も遅効性の兆候もなく、耐容性を示した。体重を、16日間に渡ってモニターした。この期間の間、体重減少は見られなかった。結果を、表1に示す:
(表1:ナノ物品の単回静脈内注射後のマウス(n=3)における平均体重変化 (%))
Before the start of the experiment, 9 female SCID / Rag 2M mice (9 weeks old, body weight 18-22 g) were randomly divided into 3 groups of 3 animals. The substance was solubilized in saline and injected intravenously into the tail vein of mice. Intravenous administration of nanoarticles at 100 mg / kg, 200 mg / kg and 400 mg / kg was well tolerated with no acute or delayed signs of toxicity. Body weight was monitored over 16 days. There was no weight loss during this period. The results are shown in Table 1:
(Table 1: Average body weight change (%) in mice (n = 3) after a single intravenous injection of nanoarticles)

Figure 2005535604
(実施例40:FITC標識化NPマトリックスのPK)
FITC標識化ナノ粒子(NP)またはPEG−400と結合したFITC標識化ナノ粒子(NP−PEG)を、実施例8に記載の逆ミクロエマルジョンポリマー化法を用いて作製し、ここで、水相は、83重量%の水、14重量% IMMA、1重量% APMA、および1重量% NOBAから構成されていた。フルオレセインイソチオシアネート(FITC)を、フルオレセインのイソチオシアネートとナノ粒子上のアミン含有部分のアミノプロピルメタクリレート(APMA)との間の結合を介して結合した。
Figure 2005535604
(Example 40: PK of FITC-labeled NP matrix)
FITC-labeled nanoparticles (NP) or FITC-labeled nanoparticles conjugated with PEG-400 (NP-PEG) were made using the reverse microemulsion polymerization method described in Example 8, where the aqueous phase Consisted of 83 wt% water, 14 wt% IMMA, 1 wt% APMA, and 1 wt% NOBA. Fluorescein isothiocyanate (FITC) was coupled through a bond between fluorescein isothiocyanate and the amine-containing moiety of aminopropyl methacrylate (APMA) on the nanoparticles.

雌Balb/cマウスを、50mg/kg FITC標識化ナノ粒子(NP)またはPEG−400と結合したFITC標識化ナノ粒子を静脈内に注射した。処置群を、15分、2時間、6時間、および24時間後に評価した。血液サンプルおよび組織サンプルを、上記の時点で採取した。組織サンプルを、さらなる分析の前に素早く冷凍した。血液サンプルから、1500gで10分間の遠心分離を通して、血漿を調製した。血漿および組織を、NPまたはNP−PEGの存在について、マイクロプレート蛍光リーダーを使用して485nmの励起波長および発光波長535nmで蛍光アッセイを通してアッセイした。血漿サンプルを、PBSで10倍希釈した。最終アッセイ容量は、黒色底96ウェルプレートの1ウェルにつき100psiであった。組織を、0.05% TritonX−100含有のPBS 2ml中に、組織ホモジナイザーを使用して抽出した。次いで、組織サンプルを、PBS中で5倍希釈し、黒色底96ウェルプレート中で100psiの収容量とした。   Female Balb / c mice were injected intravenously with 50 mg / kg FITC labeled nanoparticles (NP) or FITC labeled nanoparticles conjugated with PEG-400. Treatment groups were evaluated after 15 minutes, 2 hours, 6 hours, and 24 hours. Blood and tissue samples were collected at the time points described above. Tissue samples were quickly frozen before further analysis. Plasma was prepared from blood samples through centrifugation at 1500 g for 10 minutes. Plasma and tissues were assayed for the presence of NP or NP-PEG through a fluorescence assay using a microplate fluorescence reader at an excitation wavelength of 485 nm and an emission wavelength of 535 nm. Plasma samples were diluted 10-fold with PBS. The final assay volume was 100 psi per well of a black bottom 96 well plate. Tissues were extracted using a tissue homogenizer in 2 ml of PBS containing 0.05% Triton X-100. The tissue sample was then diluted 5-fold in PBS to a capacity of 100 psi in a black bottom 96 well plate.

粒子のμgで表したFITC−NPの血漿除去は、裸の(官能化していない)ナノ粒子およびPEG−400と結合したナノ粒子の両方について、血液中の長い半減期(6.6時間)を示した。体内分布を、肝臓、脾臓、腎臓、心臓および肺における蛍光の測定によって分析した。肝臓および脾臓における低い蓄積が、24時間にわたって4つの時点で採取した組織抽出物からの両方の型のナノ粒子について検出された。ナノ粒子は、肺、心臓および腎臓において見出された。   Plasma removal of FITC-NP in μg of particles resulted in a long half-life (6.6 hours) in blood for both bare (unfunctionalized) and PEG-400 conjugated nanoparticles. Indicated. Biodistribution was analyzed by measuring fluorescence in the liver, spleen, kidney, heart and lung. Low accumulation in the liver and spleen was detected for both types of nanoparticles from tissue extracts taken at 4 time points over 24 hours. Nanoparticles were found in the lung, heart and kidney.

(表2:24時間の間の、FITC標識化NPの全血区画からのクリアランス。注射したナノ粒子のマウスあたりの全量は、1000μgであった(20gの体重に対して正規化)。表中の値はμg/組織である。)   (Table 2: Clearance of FITC-labeled NP from whole blood compartment during 24 hours. Total amount of injected nanoparticles per mouse was 1000 μg (normalized to 20 g body weight). The value is μg / tissue.)

Figure 2005535604
(実施例41:RGD−Dox−NPのCAM結果)
7日齢のニワトリ胚の絨毛尿膜(CAM)を、マウス乳癌CI−66を各10細胞と共に、24時間インキュベートし、その後、5μgのドキソルビシン、5μgのナノ粒子中のDox等価物(14/1/1 IMMA/NOBA/NaA、PEG3400)、5μgの環状RGDで官能化したナノ粒子中のDox等価物(14/1/1 IMMA/NOBA/NaA、PEG3400−cRGD)、またはPBSコントロールのいずれかを含むディスク(disk)と共にインキュベートした。ナノ粒子に結合したリンカーを、実施例31で記載のように作製した。
Figure 2005535604
(Example 41: CAM result of RGD-Dox-NP)
Seven-day-old chick embryo chorioallantoic membrane (CAM) was incubated with 10 5 cells each of mouse breast cancer CI-66 for 24 hours, after which the Dox equivalent in 5 μg doxorubicin, 5 μg nanoparticles (14 / 1/1 IMMA / NOBA / NaA, PEG 3400 ) Dox equivalent in nanoparticles functionalized with 5 μg cyclic RGD (14/1/1 IMMA / NOBA / NaA, PEG 3400 -cRGD), or PBS control Incubated with discs containing either. Linkers attached to the nanoparticles were made as described in Example 31.

3日後、CAMを切除し、そして分析のために写真撮影した。ドキソルビシン単独が、血管の数の減少に最も効果的であった。しかし、その適用はまた、最も毒性が強かったため、この群の胚10匹中6匹のCAMが壊死し、そして群の胚10匹中3匹が処置中に死んだ。Dox−NPは、ディスク周囲の血管分布の変化においてよく機能した。Dox−NP−cRGDは、Dox−NPと比較して、ディスク周囲の血管の数の減少により効果的であった。   Three days later, the CAM was excised and photographed for analysis. Doxorubicin alone was most effective in reducing the number of blood vessels. However, the application was also the most toxic, so 6 out of 10 CAMs in this group were necrotic and 3 out of 10 embryos in the group died during the treatment. Dox-NP worked well in changing blood vessel distribution around the disc. Dox-NP-cRGD was more effective at reducing the number of blood vessels around the disc compared to Dox-NP.

(実施例42:RGD−Dox NPおよびDox NPについてのインビボ毒性/効力データ)
ナノ物品結合ドキソルビシン(Dox−NP)の効力および毒性を、ドキソルビシン(Dox)および生理食塩水コントロールと比較した。組成物14/1/1 IMMA/CiBA/NaAのDox−NP、5.6%のDoxを、実施例16における以下の手順に従って作製した。
Example 42: In vivo toxicity / efficacy data for RGD-Dox NP and Dox NP
The potency and toxicity of nanoarticle-bound doxorubicin (Dox-NP) was compared to doxorubicin (Dox) and saline control. Composition 14/1/1 IMMA / CiBA / NaA Dox-NP, 5.6% Dox was made according to the following procedure in Example 16.

CL66乳癌細胞を、富化培地中で80〜90%コンフルーエンスまで増殖させ、37℃で2分間、1×トリプシンでトリプシン処理し、ハンクス平衡化塩溶液(カルシウムおよびマグネシウム非含有)でリンスし、そして1×10cell/mlで再懸濁し、0.1 mlを、雌Balb/マウスの乳房の脂肪パッド内に注射した。 CL66 breast cancer cells are grown to 80-90% confluence in enriched medium, trypsinized with 1 × trypsin for 2 minutes at 37 ° C., rinsed with Hanks balanced salt solution (no calcium and magnesium), It was then resuspended at 1 × 10 6 cells / ml and 0.1 ml was injected into the fat pad of the female Balb / mouse breast.

凍結乾燥したDox−NPを、無菌PBS中で適切な濃度で再構築し、そして2〜8℃で、少なくとも1時間または一晩保存した。賦形剤Doxを、PBS中に、適切な濃度で溶解した。200μLをマウスの尾静脈を介して、腫瘍誘発の13日、15日および18日後に、静脈内注射した。Doxを、225μg/動物で注射し、一方、Dox−NPを、250μg/動物、420μg/動物および560μg/動物でのDox送達に十分なナノ粒子レベルで注射した。   Lyophilized Dox-NP was reconstituted at the appropriate concentration in sterile PBS and stored at 2-8 ° C. for at least 1 hour or overnight. Excipient Dox was dissolved at the appropriate concentration in PBS. 200 μL was injected intravenously via the tail vein of mice 13 days, 15 days and 18 days after tumor induction. Dox was injected at 225 μg / animal while Dox-NP was injected at nanoparticle levels sufficient for Dox delivery at 250 μg / animal, 420 μg / animal and 560 μg / animal.

腫瘍体積を、表面的に二次元で測定した。体重減少(または増加)および生存率を記録した。腫瘍サイズの有意な減少が、250μg/動物群で観察された。より高い用量(例えば、Dox 225μg/動物用量)のDoxを含有するナノ粒子は毒性が強いが、Doxを注射したマウスは、僅かに長い生存時間を有した。最も低い用量のDox−NPは、治療活性を有し、腫瘍増殖速度を遅くし、従って、腫瘍を小さくした。死の時、腫瘍は、250μg/動物Dox−NP群でDox群よりも小さく、そしてその体重は、Dox群よりも低かった。しかし、腫瘍が小さくなるほど、250μg/動物Dox−NPマウスとコントロールマウスとの間の生存率の差異(腫瘍注射後)は最小であった。これは、Dox−NPは活性を有し、これはさらなる治療の非存在下で、連続性の腫瘍増殖により打ち消されることを示唆する。   Tumor volume was measured superficially in two dimensions. Weight loss (or gain) and survival were recorded. A significant decrease in tumor size was observed in the 250 μg / animal group. Nanoparticles containing higher doses (eg, Dox 225 μg / animal dose) of Dox were highly toxic, but mice injected with Dox had slightly longer survival times. The lowest dose of Dox-NP had therapeutic activity and slowed the tumor growth rate, thus making the tumor smaller. At death, tumors were smaller in the 250 μg / animal Dox-NP group than in the Dox group, and their body weight was lower than in the Dox group. However, the smaller the tumor, the smaller the survival difference (after tumor injection) between 250 μg / animal Dox-NP mice and control mice. This suggests that Dox-NP is active and is counteracted by continuous tumor growth in the absence of further treatment.

(実施例43:RGD−Dox NPおよびDox NPについてのインビボ毒性/効力データ)
ナノ物品結合ドキソルビシン(Dox−NPおよびDox− NP−cRGD)の効力および毒性を、研究した。組成物14/1/1 IMMA/CiBA/NaAのDox−NP、5.6重量% Dox、PEG400(cRGD含有および非含有)を、実施例16の手順に従って作製した。PEG400dBAを、実施例30の手順に従って結合した。腫瘍保有マウスを、実施例42(上記)に記載のように接種し、処置し、そして観察した。静脈内注射を、最初の週に、1200μgのDox等価物(Dox−NPおよびDox−NP−cRGD)の蓄積用量で週に3回行った。Dox−NP群のマウスの1匹だけが死に、そしてDox−NP−cRGD群の全てのマウスが生き残った。平均腫瘍体積は、生理食塩水中のコントロール群において、30倍以上増加した。対して、Dox−NP群は12倍、Dox−NP−cRGD群は6倍に増加した。Dox−NP−cRGD群における大型の腫瘍は、有意な壊死を示した。
Example 43: In vivo toxicity / efficacy data for RGD-Dox NP and Dox NP
The efficacy and toxicity of nanoarticle-bound doxorubicin (Dox-NP and Dox-NP-cRGD) was studied. Composition 14/1/1 IMMA / CiBA / NaA Dox-NP, 5.6 wt% Dox, PEG 400 (with and without cRGD) was made according to the procedure of Example 16. PEG 400 dBA was coupled according to the procedure of Example 30. Tumor-bearing mice were inoculated, treated and observed as described in Example 42 (above). Intravenous injections were given three times a week in the first week with 1200 μg Dox equivalents (Dox-NP and Dox-NP-cRGD). Only one mouse in the Dox-NP group died and all mice in the Dox-NP-cRGD group survived. Average tumor volume increased more than 30 times in the saline control group. In contrast, the Dox-NP group increased 12-fold and the Dox-NP-cRGD group increased 6-fold. Large tumors in the Dox-NP-cRGD group showed significant necrosis.

(表3:処置後(処置開始後の日数(tiw))の体積における平均x倍の増加で表した、腫瘍サイズ(n=5)における変化)   (Table 3: Change in tumor size (n = 5) expressed as mean x-fold increase in volume after treatment (days after treatment (tiw)))

Figure 2005535604
(NA=適用不能)
(実施例44:Dox−アミド結合ナノ粒子のインビトロ細胞毒性)
ドキソルビシンは、共有結合(細胞内環境において非常にゆっくり分解されるかまたはそれより迅速に分解される)からなる結合を介してナノ物品骨格に結合し得る。例えば、アミド結合はよりゆっくりと分解されるが、他の結合(例えば、ヒドラゾン結合からなる結合)は、加水分解を介してより迅速に分解される。アミド結合を介してナノ粒子に結合するDoxの毒性を、インビトロ毒性アッセイにおいて、C−32細胞(ヒト黒色腫)に対して試験した。組成物14/2/1IMMA/CiBA/NaA のDox−ナノ−物質を、実施例8に記載の手順に従って作製した。
Figure 2005535604
(NA = not applicable)
Example 44: In vitro cytotoxicity of Dox-amide bonded nanoparticles
Doxorubicin can be bound to the nanoarticle backbone via a bond consisting of a covalent bond (degraded very slowly or more rapidly in the intracellular environment). For example, amide bonds are degraded more slowly, while other bonds (eg, bonds consisting of hydrazone bonds) are more rapidly degraded via hydrolysis. The toxicity of Dox binding to nanoparticles via an amide bond was tested against C-32 cells (human melanoma) in an in vitro toxicity assay. A Dox-nano-material of composition 14/2/1 IMMA / CiBA / NaA was made according to the procedure described in Example 8.

96ウェル組織培養マイクロタイタープレートにおいて、培養培地中で1ウェルにつき10,000個のC−32細胞を、2時間結合させ、その後、Dox−アミドナノ−物質および遊離のDoxの濃度を変えてインキュベートした。細胞を、37℃、5% COで、湿潤チャンバー内で48時間インキュベートした。細胞増殖を、比色分析MTTキット(CT01,Chemicon,Int.)を使用してアッセイした。50%増殖阻害を、Dox等価物の0.3μg/mLに対して、0.8μg/mLの遊離Doxと比較して、決定した。 In a 96-well tissue culture microtiter plate, 10,000 C-32 cells per well in culture medium were allowed to bind for 2 hours and then incubated with varying concentrations of Dox-amide nano-material and free Dox. . Cells were incubated for 48 hours in a humid chamber at 37 ° C., 5% CO 2 . Cell proliferation was assayed using a colorimetric MTT kit (CT01, Chemicon, Int.). 50% growth inhibition was determined compared to 0.8 μg / mL free Dox versus 0.3 μg / mL of the Dox equivalent.

(実施例45:Dox−ヒドラゾン結合ナノ粒子のインビトロ毒性)
ヒドラゾン結合を介してナノ物品に結合するDoxの毒性を、C−32細胞(ヒト黒色腫)に対するインビトロ毒性アッセイにおいて試験した。組成物14/2/1 IMMA/CiBA/DAAのDox−ナノ−物質を、実施例9に記載の手順に従って作製した。
Example 45: In vitro toxicity of Dox-hydrazone binding nanoparticles
The toxicity of Dox binding to nanoarticles via hydrazone binding was tested in an in vitro toxicity assay against C-32 cells (human melanoma). Composition 14/2/1 IMMA / CiBA / DAA Dox-nano-material was made according to the procedure described in Example 9.

96ウェル組織培養マイクロタイタープレートにおいて、培養培地中で1ウェルにつき10,000個のC−32細胞を、2時間結合させ、その後、Dox−ヒドラゾンナノ−物質および遊離のDoxの濃度を変えてインキュベートした。細胞を、37℃、5% COで、湿潤チャンバー内で48時間インキュベートした。細胞増殖を、比色分析MTTキット(CT01,Chemicon,Int.)を使用してアッセイした。50%増殖阻害を、Dox等価物の0.07μg/mLに対して、0.8μg/mLの遊離のDoxと比較して、決定した。 In a 96-well tissue culture microtiter plate, 10,000 C-32 cells per well in culture medium were allowed to bind for 2 hours and then incubated with varying concentrations of Dox-hydrazone nano-material and free Dox. did. Cells were incubated for 48 hours in a humid chamber at 37 ° C., 5% CO 2 . Cell proliferation was assayed using a colorimetric MTT kit (CT01, Chemicon, Int.). 50% growth inhibition was determined relative to 0.07 μg / mL of the Dox equivalent compared to 0.8 μg / mL free Dox.

Claims (32)

ポリヒドロゲルナノ物品であって、以下:
i)架橋した親水性構築ブロックを含むポリマー足場;
ii)該ポリマー足場に共有結合した治療剤;および
iii)該ポリマー足場に共有結合した、2種以上の認識エレメント、
を含む、ヒドロゲルナノ物品。
A polyhydrogel nano article comprising:
i) a polymer scaffold comprising a crosslinked hydrophilic building block;
ii) a therapeutic agent covalently attached to the polymer scaffold; and iii) two or more recognition elements covalently attached to the polymer scaffold;
A hydrogel nano article comprising:
前記認識エレメントが、前記足場のポリマー分子に直接共有結合している、請求項1に記載のポリヒドロゲルナノ物品。   The polyhydrogel nanoarticle of claim 1, wherein the recognition element is directly covalently bound to a polymer molecule of the scaffold. 前記認識エレメントが、前記足場のポリマー分子に、リンカー分子によって共有結合している、請求項1に記載のポリヒドロゲルナノ物品。   The polyhydrogel nanoarticle of claim 1, wherein the recognition element is covalently attached to a polymer molecule of the scaffold by a linker molecule. 前記リンカー分子が、ポリエチレングリコール鎖である、請求項3に記載のヒドロゲルナノ物品。   The hydrogel nano article according to claim 3, wherein the linker molecule is a polyethylene glycol chain. 前記認識エレメントの少なくとも1つが、アミノ酸配列RGDである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   The hydrogel nano article according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of the recognition elements has an amino acid sequence RGD. 前記認識エレメントの少なくとも1つが、増殖因子EGFである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   The hydrogel nanoarticle according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of the recognition elements is a growth factor EGF. 前記足場が、少なくともいくらかの分解可能な共有結合を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   The hydrogel nanoarticle of any one of claims 1-6, wherein the scaffold comprises at least some degradable covalent bonds. 前記親水性構築ブロックが、低分子架橋剤をさらに含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   The hydrogel nano article according to any one of claims 1 to 7, wherein the hydrophilic building block further comprises a low-molecular crosslinking agent. 前記親水性構築ブロックの少なくともいくつかが、炭水化物ベースのモノマーである、請求項1〜8のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   9. A hydrogel nano article according to any one of the preceding claims, wherein at least some of the hydrophilic building blocks are carbohydrate based monomers. 前記炭水化物ベースのモノマーの少なくともいくつかが、アクリレート、部分、メタクリレート部分、アクリルアミド部分、またはメタクリルアミド部分で官能基化されている、請求項9に記載のヒドロゲルナノ物品。   10. The hydrogel nanoarticle of claim 9, wherein at least some of the carbohydrate based monomers are functionalized with an acrylate, moiety, methacrylate moiety, acrylamide moiety, or methacrylamide moiety. 前記親水性構築ブロックの少なくともいくつかが、イヌリンまたはデキストランを含む、請求項9または10に記載のヒドロゲルナノ物品。   11. A hydrogel nano article according to claim 9 or 10, wherein at least some of the hydrophilic building blocks comprise inulin or dextran. 前記親水性構築ブロックの少なくともいくつかが、イヌリンマルチメタクリレートである、請求項11に記載のヒドロゲルナノ物品。   12. The hydrogel nanoarticle of claim 11, wherein at least some of the hydrophilic building blocks are inulin multimethacrylate. 前記親水性構築ブロックの少なくともいくつかが、N,N’−シスチンビスアクリルアミドである、請求項1〜12のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   13. The hydrogel nanoarticle according to any one of claims 1 to 12, wherein at least some of the hydrophilic building blocks are N, N'-cystine bisacrylamide. 前記親水性構築ブロックの少なくともいくつかが、ジアセトンアクリルアミドである、請求項1〜12のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   13. A hydrogel nano article according to any one of claims 1 to 12, wherein at least some of the hydrophilic building blocks are diacetone acrylamide. 前記親水性構築ブロックの少なくともいくつかが、アミノプロピルメタクリルアミドである、請求項1〜12のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   13. A hydrogel nano article according to any one of the preceding claims, wherein at least some of the hydrophilic building blocks are aminopropyl methacrylamide. 前記構築ブロックが、イヌリンマルチメタクリレート、N,N’−シスチンビスアクリルアミド、およびアクリル酸ナトリウムを含む、請求項1〜15のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   16. A hydrogel nanoarticle according to any one of claims 1 to 15, wherein the building block comprises inulin multimethacrylate, N, N'-cystine bisacrylamide, and sodium acrylate. 前記構築ブロックが、イヌリンマルチメタクリレート、N,N’−シスチンビスアクリルアミド、およびジアセトンアクリルアミドを含む、請求項1〜15のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   16. The hydrogel nano article of any one of claims 1-15, wherein the building block comprises inulin multimethacrylate, N, N'-cystine bisacrylamide, and diacetone acrylamide. 前記ポリマーマトリックスに共有結合した、少なくとも1つのポリエチレングリコール分子をさらに含む、請求項1〜17のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   18. A hydrogel nano article according to any one of the preceding claims, further comprising at least one polyethylene glycol molecule covalently bonded to the polymer matrix. 前記治療剤が、化学療法剤である、請求項1〜19のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   The hydrogel nano article according to any one of claims 1 to 19, wherein the therapeutic agent is a chemotherapeutic agent. 前記治療剤が、ドキソルビシンまたはドキソルビシンアナログである、請求項19に記載のヒドロゲルナノ物品。   20. The hydrogel nano article of claim 19, wherein the therapeutic agent is doxorubicin or a doxorubicin analog. 前記治療剤が、加水分解可能な結合を介して前記足場に結合している、請求項1〜20のいずれか1項に記載のヒドロゲルナノ物品。   21. The hydrogel nano article of any one of claims 1-20, wherein the therapeutic agent is bound to the scaffold via a hydrolyzable bond. 以下の式I:
Figure 2005535604
の、化合物N,N’−シスチンビスアクリルアミド。
The following formula I:
Figure 2005535604
Of the compound N, N′-cystine bisacrylamide.
以下の式IV:
Figure 2005535604
の、化合物イヌリンマルチメタクリレートであって、ここで、nが約5〜約50である、化合物。
Formula IV below:
Figure 2005535604
The compound inulin multimethacrylate, wherein n is from about 5 to about 50.
治療剤を哺乳動物身体内の環境に制御可能に放出するための方法であって、該方法は、該環境に、ヒドロゲルナノ物品を投与する工程を包含し、該ヒドロゲルナノ物品は、以下:
i)架橋した親水性構築ブロックを含むポリマー足場;および
ii)該足場に共有結合した治療剤;
を含む、方法。
A method for controllably releasing a therapeutic agent into an environment within a mammalian body, the method comprising administering a hydrogel nanoarticle to the environment, the hydrogel nanoarticle comprising:
i) a polymer scaffold comprising a crosslinked hydrophilic building block; and ii) a therapeutic agent covalently attached to the scaffold;
Including a method.
標的化された細胞または組織型の近隣への、治療剤の制御された送達のための方法であって、該方法は、該標的化された細胞または組織型を含む環境に、ヒドロゲルナノ物品を投与する工程を包含し、該ヒドロゲルナノ物品は、以下:
i)架橋した親水性構築ブロックを含むポリマー足場;
ii)該足場に共有結合した治療剤;および
iii)該足場に共有結合した、2種以上の認識エレメントであって、該認識エレメントは、該標的化された細胞または組織型において発現される生体分子に対して結合親和性を有する、認識エレメント、
を含む、方法。
A method for controlled delivery of a therapeutic agent to the vicinity of a targeted cell or tissue type, the method comprising placing a hydrogel nanoarticle into an environment comprising the targeted cell or tissue type. Comprising the step of administering, wherein the hydrogel nano article comprises:
i) a polymer scaffold comprising a crosslinked hydrophilic building block;
ii) a therapeutic agent covalently bound to the scaffold; and iii) two or more recognition elements covalently bound to the scaffold, wherein the recognition element is expressed in the targeted cell or tissue type A recognition element having binding affinity for the molecule,
Including a method.
癌の処置のための、請求項24または25に記載の方法の使用。   26. Use of the method according to claim 24 or 25 for the treatment of cancer. ヒドロゲル認識エレメント官能基化ポリマーナノ物品を合成するための方法であって、該方法は、以下:
逆ミクロエマルジョンの不連続な水相において、親水性構築ブロックの架橋を介して、ナノ物品のポリマー足場を形成する工程であって、該構築ブロックの少なくともいくつかが、N,N’−シスチンビスアクリルアミドである、工程;
該ポリマー足場を還元して、該N,N’−シスチンビスアクリルアミドのジスルフィド結合から、遊離チオールを生成する工程;
リンカー分子を添加して、該リンカーを該ポリマー足場に結合させる工程であって、該リンカー分子は、チオールと反応性の基を含有する、工程;ならびに
認識エレメントを添加する工程であって、該認識エレメントは、該リンカー分子の遊離末端と反応性の基を含む、工程、
を包含し、これによって、認識エレメント官能基化ナノ物品を生じる、方法。
A method for synthesizing a hydrogel recognition element functionalized polymer nanoarticle comprising the following:
Forming a polymer scaffold of the nanoarticles via crosslinking of hydrophilic building blocks in a discontinuous aqueous phase of the inverse microemulsion, wherein at least some of the building blocks are N, N′-cystine bis A process which is acrylamide;
Reducing the polymer scaffold to generate free thiols from disulfide bonds of the N, N′-cystine bisacrylamide;
Adding a linker molecule to attach the linker to the polymer scaffold, the linker molecule containing a group reactive with a thiol; and adding a recognition element comprising the steps of: A recognition element comprising a group reactive with the free end of the linker molecule,
Which results in a recognition element functionalized nanoarticle.
ヒドロゲル認識エレメント官能基化ポリマーナノ物品を合成するための方法であって、該方法は、以下:
逆ミクロエマルジョンの不連続な水相において、親水性構築ブロックの架橋を介して、ナノ物品のポリマー足場を形成する工程であって、該構築ブロックの少なくともいくつかが、N,N’−シスチンビスアクリルアミドである、工程;
該ポリマー足場を還元して、該N,N’−シスチンビスアクリルアミドのジスルフィド結合から遊離チオールを生成する工程;および
リンカー分子を添加して、該リンカー分子の一端に結合した認識エレメント官能基化リンカー分子を、該ポリマー足場に結合させる工程であって、該リンカー分子は、該認識エレメントを含み、該リンカー分子は、チオールと反応性の基を含む、工程、
を包含し、これによって、認識エレメント官能基化ナノ物品を生じる、方法。
A method for synthesizing a hydrogel recognition element functionalized polymer nanoarticle comprising the following:
Forming a polymer scaffold of the nanoarticles via crosslinking of hydrophilic building blocks in a discontinuous aqueous phase of the inverse microemulsion, wherein at least some of the building blocks are N, N′-cystine bis A process which is acrylamide;
Reducing the polymer scaffold to generate a free thiol from the disulfide bond of the N, N′-cystine bisacrylamide; and adding a linker molecule to a recognition element functionalized linker attached to one end of the linker molecule Attaching a molecule to the polymer scaffold, the linker molecule comprising the recognition element, the linker molecule comprising a group reactive with a thiol,
Which results in a recognition element functionalized nanoarticle.
前記親水性構築ブロックの少なくともいくつかが、炭水化物ベースのモノマーである、請求項27または28に記載の方法。   29. A method according to claim 27 or 28, wherein at least some of the hydrophilic building blocks are carbohydrate based monomers. 前記ポリマー足場を還元する前に、前記ナノ物品に治療剤を添加する工程をさらに包含し、該治療剤が、該ポリマー足場と反応性であり、該治療剤を該足場に共有結合させる基を有する、請求項27、28または29に記載の方法。   Prior to reducing the polymer scaffold, the method further comprises adding a therapeutic agent to the nanoarticle, wherein the therapeutic agent is reactive with the polymer scaffold and a group that covalently attaches the therapeutic agent to the scaffold. 30. A method according to claim 27, 28 or 29. ヒドロゲルナノ物品であって、以下:
i)架橋された親水性構築ブロックを含むポリマー足場;および
ii)該ポリマー足場に共有結合された治療剤、
を含む、ヒドロゲルナノ物品。
A hydrogel nano article comprising:
i) a polymer scaffold comprising a crosslinked hydrophilic building block; and ii) a therapeutic agent covalently bonded to the polymer scaffold;
A hydrogel nano article comprising:
さらに、以下:
iii)前記ポリマー足場に共有結合した、2種以上の認識エレメントであって、該認識エレメントは、特定の細胞または特定の組織において発現される生体分子構造体に対して結合親和性を有する、認識エレメント、
を含む、請求項31に記載のヒドロゲルナノ物品。
In addition:
iii) two or more recognition elements covalently bound to the polymer scaffold, the recognition elements having binding affinity for biomolecular structures expressed in specific cells or specific tissues element,
32. The hydrogel nanoarticle of claim 31, comprising:
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